化学电源 课件8 苏教版

1、发明电池的故事,伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。,的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属,接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴,奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙,反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说,的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才,使蛙腿的肌肉充电而收缩。,入地了解电的来源。,化学电源,福清高山中学,高二化学组,形形色色的电池,A,Cu,Zn,稀,H,2,SO,4,KOH,溶液,CH4,O,2,H,2,O,a,极,b,极,用途广泛的电池,用于汽车的铅蓄电池和燃料电池,化学电,池,用途广泛的电池,用于“神六”的太阳能电,池,笔记本电脑专

2、用电池,手机专用电池,摄,像,机,专,用,电,池,各,式,各,样,的,纽,扣,电,池,化学电池,一次电池,二次电池,燃料电池,碱性锌锰电池,铅蓄电池,氢氧燃料电池,锂离子电池,银锌蓄电池,普通,锌锰,干电池,锌银纽扣电池,一、化学电池的分类,二、一次电池,普通锌锰电池,碱性电池,锌筒,石墨棒,MnO,2,和,C,普通锌,-,锰干电池的结构,NH,4,Cl,、,ZnCl,2,和,H,2,O,等,1,、普通干电池,负极,正极,4,2,2,),(,Z,n,N,H,C,l,Z,n,C,lM,n,O,C,?,?,?,2,2,2,2,22,2,M,n,O,H,O,e,M,n,O,O,H,O,H,?,?,?

3、,?,?,电池反应：,2,4,3,2,2,2,2,2,(,),Z,n,M,n,O,N,H,C,l,M,n,O,O,H,Z,n,N,H,C,l,?,?,?,?,氢氧化氧锰,（,Zn,）：,Zn,2e- = Zn,2+,（,MnO,2,和,C,）：,优点：制作简单、价格便宜。,缺点：放电时间短，电压下降快。,锌锰酸性电池,负极（锌筒）：,正极（石墨）：,Zn + 2NH,4,+,+ 2MnO,2,= Zn,2+,+ 2NH,3,+,Mn,2,O,3,+ H,2,O,Zn,2e,-,= Zn,2+,2NH,4,+,+ 2e,-,+ 2MnO,2,= Mn,2,O,3,+ H,2,O+2NH,3,总反

4、应：,酸性锌锰电池,缺点：放电时间短、放电电压下降快,2,、碱性锌,-,锰干电池,电解质：,K,OH,负极：,Zn,Zn + 2OH,-,- 2e-,= Zn(OH),2,正极：,MnO,2,2MnO,2,+2H,2,O+2e,-,=2MnOOH+2OH,-,缺点：,多数只能一次使用，不能充电；价格较贵,优点：,比能量和储存时间有所提高，适用于大电流,和连续放电,电池反应：,Zn+2MnO,2,+2H,2,O=2MnOOH+Zn(OH),2,银,锌,电,池,3,、锌银钮扣电池,正极：,Ag,2,O + H,2,O+,2e,-,=2Ag+2OH,负极：,Zn +2OH,-2e,-,=ZnO+H,

5、2,O,总反应：,Zn+Ag,2,O=ZnO+2Ag,pH,变化,负极：减小,正极：增大,铅蓄电池,三、二次电池,1,、铅蓄电池,放电过程总反应：,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,=2PbSO,4,+2H,2,O,Pb + SO,4,2-,-2e,-,=PbSO,4,正极：,PbO,2,+ 4H,+,+SO,4,2-,+2e,-,=2PbSO,4,+2H,2,O,氧化反应,还原反应,负极：,放电过程,铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程,充电过程,PbSO,4,+2e,-,=Pb + SO,4,2-,还原反应,阴极：,阳极：,PbSO,4,+2H,2,O -2e,-,= PbO,2,

6、+ 4H,+,+ SO,4,2-,氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,2PbSO,4,+2H,2,O=Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,铅蓄电池的充放电过程：,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,2PbSO,4,+2H,2,O,放电,充电,缺点：,比能量低、笨重、废弃电池污染环境,优点：,可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、,价格低廉,?,其它二次电池,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂,离子蓄电池,四、燃料电池：,燃料电池是一种连续地将燃料和氧化,剂的化学能直接转换成电能的化学电,池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤,气燃料电池）,电解液,H,2,O,氢氧燃

7、料电池,2e,-,2e,-,氢气,氧气,H,+,OH,-,A,负极,正极,O,2,H,2,H,2,O,4.,氢氧燃料电池,负极：,2H,2,+ 4OH,-,-4e,-,= 4H,2,O,正极：,O,2,+ 2H,2,O + 4e,-,= 4OH,-,总反应式：,2H,2,+ O,2,=2H,2,O,碱性燃料电池,KOH,O,2,H,2,O,H,2,负极：,2H,2,4e,-,= 4H,+,正极：,O,2,+4e,-,+4H,+,= 2H,2,O,总反应式：,2H,2,+O,2,= 2H,2,O,酸性,HCl,O,2,H,2,O,H,2,3 O,2,+12H,+,+12e,=6H,2,O,总反应

8、：,2CH,3,OH+3O,2, 2CO,2,+4H,2,O,2CH,3,OH + 2H,2,O-12 e,=,2CO,2,+ 12H,+,甲醇燃料电池,酸性条件,负极,正极,2CH3OH+4OH,-,+3O,2, 2CO,3,2 -,+3H,2,O,甲醇燃料电池,3O,2,+6H,2,O+12e,12OH,-,2CH,3,OH+16OH,-,-12e,2CO,3,2-,+12H,2,O,碱性条件,负极,正极,总反应,总反应：,CH,4,+2OH,-,+2O,2, CO,3,2 -,+3H,2,O,CH,4,、,O,2,、,NaOH,溶液组成的燃料电池,正极：,2O,2,+4H,2,O+8e,

9、8OH,-,负极：,CH,4,+10OH,-,-8e,CO,3,2-,+7H,2,O,总反应：,CH,4,+2O,2, CO,2,+3H,2,O,CH,4,、,O,2,、盐酸溶液组成的燃料电池,正极：,2O,2,+4H,2,O+8e,8OH,-,负极：,CH,4,+-8e,CO,2,+8H,+,新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全,部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外,界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,连续电池,5.,锂电池,锂是密度最小的金属，用锂作为电,池的负极，跟用相同质量的其他金属作,负极相比较，使用寿命大大延长。,使用锂电源的手机与手提电脑,日本产海水电池,以海水

10、电池为能源的航海标志灯,6,、海水电池,电池的能量比普通干电池高,20-50,倍！,负极：,4Al,12e,-,= 4Al,3+,正极：,3O,2,+ 6H,2,O + 12e,-,= 12OH,-,总反应：,4Al + 3O,2,+ 6H,2,O = 4Al(OH),3,三、电池的污染和回收,1.,电池中含有大量的重金属、酸、碱等物质,2.,一粒小小的钮扣电池可污染,600,立方米水，,相当于一个人一生的饮水量一节一号电池烂在地里，能,使一平方米的土地失去利用价值，并造成永久性公害。,3.,电池的回收,书写电极反应式应注意以下几点：,2,负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得,还原产物，与溶

11、液的酸碱性有关（如,4,价的,C,在,酸性溶液中,以,CO,2,形式存在，在,碱性溶液中,以,CO,3,2,形式存在）；,1,将两极反应的电子得失数配平后，相加得到,总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反,应；,3,溶液中不存在,O,2,：在酸性溶液中它与,H,结,合成,H,2,O,、在碱性或中性溶液中它与水结合成,OH,；,练习,1:,2004,年江苏高考）碱性电池具有容量大、放,电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌,-,锰碱性电,池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：,Zn,?,s,?,2MnO,2,?,s,?,H,2,O,?,l,?,Zn,?,OH,?,2,?,s,?,Mn,2,O

12、,3,?,s,?,下列说法错误的是,（,）,A,?,电池工作时，锌失去电子,B,?,电池正极电极反应式为：,2MnO,2,?,s,?,H,2,O,?,l,?,2e,?,Mn,2,O,3,?,s,?,2OH,?,?,aq,?,C,?,电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极,D,?,外电路中每通过,0,?,2 mol,电子，锌的质量理论上减,小,6,?,5 g,C,练习,2,：,航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高,能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式,和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，酸式电池中电解质是酸，其负极反,应可表示为,2H,2,-4

13、e,-,=4H,+,，则其正极反应式,为,。碱式电池的电解质是碱，,其正极反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，则其负极反应,可表示为,。,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+4OH,-,=4H,2,O,练习,3:,氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用,方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往,往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写,出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池,中,a,极的电极反应式：,，,此时电池内总的反应式,:,。,KOH,溶液,CH,4,O,2,H,2,O,a b,CH,4,+10OH,-,- 8e,-,=C

14、O,3,2-,+7H,2,O,CH,4,+2O,2,+2KOH=K,2,CO,3,+3H,2,O,小结：,化,学,电,源,1,、一次电池,2,、二次电池,3,、燃料电池,锌锰干电池,铅蓄电池,氢氧燃料电池,掌握每一类典型,电池的正负极、,电极反应；,了解,每一类电池的优,缺点；对其它电,池有初步的认识,减,少,污,染,节,约,资,源,、人的思想是了不起的，只要专注,于某一,项事业,，就一,定会做,出使自,己感到,吃惊的,成绩来,。,、没有播种，何来收获；没有,辛劳，,何来成,功；没,有磨难,，何来,荣耀；,没有挫,折，何,来辉煌,。,、我的最高原则是：不论对任,何困难,，都决,不屈服,。,、天

15、行健，君子以自强不息；,地势坤,，君子,以厚德,载物。,、过去属于死神，现在属于自,己。,、伟大的事业是根源于坚韧不,断地工,作，以,全副精,神去从,事，不,避艰苦,。,、思想上的努力，正如可以长,出大树,的种子,一般，,在眼睛,里是看,不见的,。但，,人类社,会生活,的明显,的变化,正发生,于其中,。,、书山有路勤为径，学海无崖,苦作舟,。,、有志者，事竟成。,10,、我们比较容易承认行为上的,错误、,过失和,缺点，,而对于,思想上,的错误,、过失,和缺点,则不然,。,11,、每个人都有错，但只有愚者,才会执,迷不悟,。,12,、不经一翻彻骨寒，怎得梅花,扑鼻香,。,13,、所有的科学都是错

16、误先真理,而生，,错误在,先比错,误在后,好。,14,、意志坚强的乐观主义者用“,世上无,难事”,人生观,来思考,问题，,越是遭,受悲剧,打击，,越是表,现得坚,强。,15,、一时的失误不会毁掉一个性,格坚强,的人。,16,、如果我们把每个人的不幸堆,一堆由,大家均,分，大,多数人,都甘愿,接受一,份，欣,然离去,。,17,、在世界的前进中起作用的不,是我们,的才能,，而是,我们如,何运用,才能。,18,、困难只能吓倒懦夫、懒汉，,而胜利,永远属,于攀登,高峰的,人。,19,、如果把所有的错误都关在门,外的话,，真理,也要被,关在门,外了。,20,、除了我们自己以外，没有人,能贬低,我们。,如

17、果我,们坚强,，就没,有什么,不良影,响能够,打败我,们。,21,、包含着某些真理因素的谬误,是最危,险的。,22,、不要失去信心，只要坚持不,懈。,23,、人往往取吉祥的错误而抛弃,恼人的,真理。,24,、与叫花子比较的人，比叫花,子强不,了多少,，一不,留神就,得成了,叫花子,。与杰,出人士,比较的,人，比,杰出人,物差不,了读书,，稍加,把劲就,能成了,杰出人,物。,25,、人的最高尚行为除了传播真,理外，,就是公,开放弃,错误。,26,、为人服务，其实就是缴付居,住在地,球上的,租金。,27,、看出错误比发现真理要容易,得多；,因为谬,误是在,明处，,也是可,以克服,的；而,真理则,藏在深,处，并,且不是,任何人,都能发,现它。,28,、世上无难事，只要肯登攀。,29,、最困难的时候，也就是我们,离成功,不远的,时候。,30,、不屈不挠的奋斗是取得胜利,的唯一,道路。,31,、我们都有兽性的一面，作为,人类，,我们的,责任是