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文档简介

第二节化学电源,化学能源开发,(第二节),2,主电池原理,电极反应:阴极:Zn片:Zn-2e-=Zn2,(氧化反应),阳极:Cu片:2h 2e-=H2;(还原反应),3,外部电路:当电子从阴极流向正极时,电流从正极流向负极,正离子到负极,电流从负极到正极,电流从阴极到负极,电流从负极到负极,阴极到负极,阴极到正极。4,确定原电池电极名称的方法,根据电极材料的性质确定。一般来说,活性金属是阴极,非活性金属,碳棒,化合物是阳极。根据电极反应本身决定。失去电子的反应氧化反应阴极电子的反应还原反应阳极,5,根据电子或电流的流动方向(外部电路):e,e,根据离子的方向移动(内部电路),正离子移动到两极,负离子移动到阴极,6,根据离子方程式判断,(阴极),(阴极),(阴极),(阴极),实践:银锌电池是广泛用于各种电子设备的电源,其反应是ag2ozn H2O=2ag 2zn (oh) 2电池Ag2OD.Zn、D、7结合构成原始电池的条件,设计氧化还原反应:Fe Cu2=Cu Fe2作为原始电池。1,电解质:2、电极材料:阳极、阴极。3、电极反应式:阴极:阳极:1,电解质:可溶铜盐溶液2,如硫酸铜、氯化铜、硝酸铜;电极材料:阴极:铁,阴极:铜,石墨或其他比铁不活泼的金属,扩展:Fe-2e-=,8,测试问题,反应2Fe3 Fe=3Fe2,设计主电池。有什么方案吗?Fe-cufe cl3、Fe-cfe (NO3) 3、Fe-agfe (SO4) 3、9、a、b、c、e、f、m、n、1。以下哪种设备最初形成电池?o、v、x、v、v、x、x、v、10,2。将a,b,c,d四块金属浸入稀释的硫酸中,连接两根电线,制成原电池。a,b连接起来,a是阴极。连接c,d时,电流从d到c;a,c连接时,c极产生大量气泡,b,d连接时,b产生大量气泡,这四种金属的活动量(a.abcdb.acdb c.cab.dd.bdca,b .11,3,如图所示,在铁和银环的焊接中,小心地将CuSO4溶液滴到烧杯中央,一会儿就可以观察到的现象是,(d),a .铁和银环左右摇晃,b .保持平衡状态c .铁环向下倾斜,银环向上倾斜d .银环向下倾斜,铁向上倾斜,锂电池,电池,叠层电池,科塞尔以各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组制造,使用方便。易于维护,可以在各种环境下工作。表示能量,符号(Ah/kg),(ah/l),电池单位质量或单位体积可以输出的功率量,非功率,符号为W/kg,W/L,14,阴极(锌缸):Zn-2e-=Zn2阳极(石墨):2m NO2 2h4 2e-=mn2o3 2n2h3 H2O总反应:Zn 2 MnO 2 2n H4=Zn2 mn2o 3 2n H4电池Zn-Mn普通电池,2,正在开发的化学电源,15,锌锰碱性电池是一种新型电池。请编写阴极材料为MnO2,阴极材料为Zn,还原产物为MnOOH,电解质为KOH溶液,总计:Zn 2m NO2 2h2o=Zn (oh) 2 MnO oh电极反应式,分析其工作原理。,阴极:Zn 2oh-2e-=Zn (oh) 2阴极:2m NO2 2h2o 2e-=2mno (oh) 2oh-总反应:Zn 2m NO2 H2O=Zn (oh),16,2。充电电池、铅蓄电池结构、充电电池也称为二次电池,充电时氧化还原反应及再生时再生,可再生和回收,可在特定周期后结束。车辆用电池,17,(1)铅蓄电池,(1)电极材料和原料,(2)电解质溶液:(3)电极反应式:阳极:PbO2阴极:Pb,H2SO4溶液,阴极(Pb) 33,18,(2)镍镉碱性电池P43,(3)新一代可充电环保电池锂离子电池特性:高能电池,高电压,轻质量,长存储时间等。用途:电脑、手表、起搏器等。19、将能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能源转换器”的优点:高效、无污染,装置可持续使用,燃料电池不是将还原剂、氧化剂物质都储存在电池中,而是在工作时持续向外投入,电极反应产物从电池中持续排出。3.新燃料电池,(1)氢氧燃料电池,氢氧燃料电池是如图所示的新化学电池。两个电极均由多孔碳制成,进入的气体从气孔中逸出,在电极表面放电。碱性介质,氢氧燃料电池结构,氢氧燃料电池,2 H2-4e-=4h,O2 4h 4e-=2h2o,2 H2-4e-=4h,O2 2h2o 4e-=4oh-=,22,如何写对燃料电池的电极反应和总反应式?写阶段:(1)写燃烧反应,根据电解质重写燃料电池总反应。(2)写阳极电极反应式(一般更简单);(3)燃料电池总反应中减去阳极的电极反应式阴极活极型电极反应式。阳极反应通常是酸性介质碱性介质,O2 4h 4e-=2h2o,O2 H2O 4e-=4oh-,23,(2) CH4燃料电池(碱性介质),CH4 2oh-2 O2=co32-3h2o,2 O2 4h2o 8e-=8oh-CH4 10oh-8e-=co 332 o燃烧总化学反应:2。燃料电池总反应:3。阳极:4。阴极:CH4 2O2CO2 2H2O,24,CH4燃料电池(酸性介质),1,燃料电池总反应:CH4 2O2=CO2 2H2O,2,阳极反应:O2 4e-=2h2o ,3,阴极反应:25,(3)甲醇燃料电池(酸性介质),总反应:2CH3OH 3O2=2CO2 4H2O,阳极电极反应=3O2 12e- 12H=6H2O,阴极电极反应:2CH3OH,26,甲醇燃料电池(碱性介质),总反应式:2CH3OH 3O2 4OH-=2CO32- 6H2O,阳极电极反应式为:3O2 12e- 6H20=12OH-,阴极电极,27,(4)海水电池,1991年,我国首次将铝-空气-海水用作能源的新型电池用作航海标志等。这种电池使用未使用的海水作为电解质,继续氧化铝作为空气中的氧气,产生电流。这种海水电池的能量比“电池”高20到50倍左右。电极反应式如下:4al-12e-=4a L3,3o2 6h2o 12e-=12oh-,4al 3 O2 6h2o=4al(oh)3,阴极:阳极:电池,28,阴极:2al8oh-6e-=2alo 2-4h2o,阳极:6h2o 6e-=3H2-6oh-,2Al 2OH-2H2O=2alo 2-美国、日本、欧洲、发展中国家都制定了庞大的太阳能技术发展计划,旨在大幅提高光伏转换效率和稳定性,降低成本,持续扩大产业。目前,在80多个国家和地区,商业化、竣工化的产能、年均16%的增长、市场开拓从空间向地面系统应用转变。减少污染和节约资源,31,判断右侧第一电池的量和阴极,并编写电极反应式。,CuC,FeCl3溶液,阴极:Cu损耗电子Cu-2e-=Cu2阳极:Fe3电子2fe3 2e-=2fe 2,Cu 2 FeCl 3=cuc L2 2fecl 2,首先创建总反应:编写简单的原电池电极方程式,32,构建右原电池的电极方程。总反应方程式:阴极:Al,损耗e-2al-6e-=2al3,2al3 8oh-=2alo 2-4h2o,阴极总反应:2al 8 oh-6e-=2aa,33,2。写燃料电池电极方程式的总反应:实际上是燃料的完全燃烧。阴极(通过燃料):电子对燃料的氧化反应,阳极(通过氧化剂):获得电子对氧化剂的还原反应。以Pt为电极,电解质溶液为KOH溶液的氢和氧燃料电池为例,阴极总反应:2 H2-4e-4oh-=4h2o,阳极3360总反应-阴极反应,总反应:2 H2O2=2h2o,阴极3360H2损失e-,34,3。写复合原电池电极方程的方法要点:写电极方程时,根据“

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