高中化学 化学与生活《电池探秘》教案1 鲁科版选修1

主题1电池导航培训材料1.螺栓和螺栓电池波尔塔(Alessandro Volta，1745-1827)意大利物理学家。从1765年开始从事静电实验研究。复旦在与购买了两种不同金属的溶液浸湿的布接触后，发现将两种金属用电线连接起来，使电线中的电流流动。波耳塔称这种电池为电偶电池(也称为波耳塔电池)。这种电池可能是我们今天使用的许多型号和种类电池的始祖。腹肌在三年间对各种金属进行了两种配对实验，他发现，一种金属接触某种金属时会带正电，而与另一种金属接触时会带负电。例如，铜和锌接触时，铜带负电，锌带正电。但是，铜与金、银接触时，铜带正电荷，金、银带负电荷。泥炭基于很多实验，发现锌-锡-铁-铜-银-金-金-石墨炭，序列中两种物质相互接触的顺序是第一个带正电和负电荷的顺序。这就是著名的腹腔序列。2.锌锰干电池组件化学性质的实验探索(可用作课外兴趣实验)。阴极金属的特性：切割阴极金属片：加热，观察金属表面的颜色；与稀盐酸反应，慢慢加热，用燃烧的火柴测试熔化的产品。将上述反应得到的溶液倒入其他试管，一滴一滴地加入NaOH溶液，观察现象。溶液中性后加入陶氏盐酸有什么变化吗？黑色膏体的特性：(1)将2勺黑膏放入100毫升烧杯，加入50毫升蒸馏水，过滤，保存残留物和滤液。将少量残留物放入装有漂白剂的试管，用点燃的火柴检查结果气体。(2)将少量稀硝酸和硝酸银溶液添加到滤液中。在滤液中加入NaOH溶液，慢慢加热，检查pH值释放的气体。上述实验是初步了解干电池的组成成分，教师可以鼓励学生进一步实验，充分了解干电池的组成：“阴极3354锌；阳极碳；黑膏二氧化锰、氯化铵、氯化锌等混合物。安全提示：碳-锌干电池中含有少量有毒汞，电解质中添加汞盐可以舒缓锌桶的汞合金，减缓锌桶的侵蚀。实验结束后必须洗手！碱性电池含有腐蚀性强的碱，必须打开。整个实验过程都要戴护目镜。3.多节电池简介从化学反应式可以看出，银锌蓄电池的充放电反应不消耗氢氧化钾电解质。但是在放电过程中，板条箱湿气吸收电解质的部分水，在充电过程中释放等量的水。因此，放电时液体水平下降，充电时液体水平增加。银锌电池的优点是150-200wlkg-1，比目前广泛使用的电池中的能源高|一种。银锌电池内部电阻小，特别适合大电流密度放电，工作电压稳定，实际电压约为1.5伏。缺点是价格昂贵，周期寿命短，低温性能不好，一般用于航空、火箭。氢镍电池氢镍电池是一种新的二次电池，即使在独特的形式或高达4 MPa的内部气体压力下，也能让人感到新奇。正极氧化的镍，阴极是氢电极。操作状态可分为正常操作状态、过度充电状态和过度放电状态三种。不同工作状态下电池内部产生的电化学反应不同。氢镍电池用电解质是密度为1.3 g/ml差e的右侧氢氧化钾水溶液，该电池的突出优点是循环寿命长，从1977年开始在地球同步轨道条件下运行10年以上。还能经受过度充电和过度放电。但是初始成本高，电池自身放电速度快，有爆炸的可能性。尽管如此，镍氢电池的前景非常乐观，随着研究工作的进行，最终将在航天领域全面更换镍镉电池。锂电池锂是自然界中最轻的金属元素，其比重只有水的一半，同时电负性最低，电极电位为3.045v。因此，选择合适的阳极，可以获得比功率高的电动势。金属锂对水反应迅速，所以电解质溶液都使用电解质，而不是水。负极材料经常使用二氧化锰或氧化铜。锂电池可以用一次电池或二次电池制造。新型电池锂电池主要比能源效率高，温度使用范围大，放电电压平，其性能很有吸引力。由固体电解质制成的锂电池，电解质泄漏少，放电时间的电压缓慢降低，可以预测电池寿命等优点，特别适合起搏器电源。短路或部分过载条件下有爆炸的可能性，这是锂电池的一大缺点。燃料电池燃料电池将氢、肼、碳氢化合物、甲醇、天然气等燃料用作阴极活物质，将氧、空气等氧化剂用作阴极活物质，通过电池反应将燃料中的化学能直接转化为电能。理论上的能源转换效率可达100%氢燃料电池的实际能源转换效率可达57% .70%，而普通火力发电厂的转换效率不超过40%。另外，因为燃料电池中的活性物质持续流入，反应产物连续排出，所以是能够连续产生电力的连续供电电池。氢是以氢为燃料，氧是氧化剂，氢氧化钾溶液是电解质，电极材料是多孔碳，阴极是微细粉末铂或钯，阳极是钴、金或银的混合氧化物。氢燃料电池的主要优点是能量转换效率高，电池可以长时间连续运行，污染小，噪音小，成本高，姚氏寿命不够长。氢和氧的燃料电池之所以昂贵，是因为在发展过程中，贵金属用作催化剂，用量大，燃料是纯氢，主要用于宇宙和军事领域。燃料电池发展的趋势是降低发展成本，提高发展效率，最终实现燃料电池的民间化。其开发过程主要经历了氢氧化物燃料电池、氢氟酸燃料电池、高温熔盐电解质和高温固体电解质燃料电池的变化。这一切主要是通过改变燃料电池中的电解质来实现的。如果氢燃料电池电解质变成浓缩磷酸，就会成为磷酸氢燃料电池。该燃料电池的铂催化剂数量从60 GM屯(电极)减少到7.5 GM 7(电极)，大大降低了成本。4.电池和环境目前国内生产的自发电池主要是锌锰电池、锌汞电池、锌银电池、镍镉电池、锂电池等。使用的废电池中含有汞、镉、铅、镍等多种金属，还有酸、碱、碳粉等有毒、有害物质。我国仅1995年就以废炉13电池为环境提供汞，也达到97l t。专家还测试说，一颗纽扣电池