选修4第四章第二节化学电源(多图)

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第二节第二节 化学电源化学电源知识点1：化学电池1)概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2)分类分类:一次电池一次电池二次电池（充电电池）二次电池（充电电池）燃料电池（连续电池）燃料电池（连续电池）3)优点优点:能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。压的电池和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。1 1、干电池、干电池( (普通锌锰电池）普通锌锰电池）负极：锌制桶形外壳负极：锌制桶形外壳

2、正极：连有铜帽的石墨正极：连有铜帽的石墨电解质溶液：电解质溶液：NH4Cl、ZnCl2填充填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极，防止产生极化现象。化现象。一、 一次电池 缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3 +H2O电极总的反应式为：电极总的反应式为：1 1、干电池、干电池碱性锌-锰干电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOHZnMnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2M

3、nO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考该电池的正负极材料和电解质该电池的正负极材料和电解质 改进后碱性锌锰电池的优点：改进后碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，电流稳定， 放电容量、时间增大几倍，放电容量、时间增大几倍，1. 不会气涨或漏液。不会气涨或漏液。2 2、银锌纽扣电池、银锌纽扣电池 Ag2O + Zn + H2O =2Ag + Zn(OH)2 优点：电压高、稳定，低污染。优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器用途：手表、相机、心率调节器负极：负极：Zn - 2e- = Zn(OH)2 正极：正极：Ag2O + 2e- =2Ag+2OH-+H2O+2OH

4、-3 3、锂电池、锂电池锂电池：锂电池：（-）Li（S）| LiI(晶片晶片) | I2(+） 锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：负极：_；正极：；正极：_。用途：质轻、高能用途：质轻、高能( (比能量高比能量高) )、高工作效率、高稳定电压、工、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li- 8e- = 8Li+3SOCl2+ 8e- = 6Cl- + SO32-+2S1.下列说法中，不正确的是()A.化学电池是将化学能转变成电能的装置

5、B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护D.废旧电池可以随意丢弃D铅蓄电池、铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池二、二次电池1.1.铅蓄电池铅蓄电池二、二次电池铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s) -2e-正极：正极：PbO2(s) +2e-+ 4H+SO42- =2PbSO4 (s) +2H2O 氧化反应氧化反应 还原反

6、应还原反应负极：负极：放电过程+ SO42-=PbSO4 (s)总：总：Pb(s)+PbO2(s)+ 4H+2SO42- =2PbSO4(s)+2H2O(l)+40+2充电过程PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) 还原反应还原反应阴极：阴极：阳极：阳极：PbSO4 (s) -2e- = PbO2(s) 氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4+ SO42- +2H2O + 4H+ SO42-+20+43)优缺点简析优缺点简析缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环

7、境优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可靠、价格低廉大有发展前景的燃料电池大有发展前景的燃料电池 燃料电池燃料电池是利用是利用氢气、天然气、甲醇氢气、天然气、甲醇等燃料与等燃料与氧气或空气氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化燃料电池的能量转化率可达近率可达近80%，约为火力发电的，约为火力发电的2倍倍。这是因为火力。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声噪声及硫氧化物、及硫

8、氧化物、氮氧化物等氮氧化物等废气污染都接近零废气污染都接近零；燃料电池发明于燃料电池发明于19世纪世纪30年代末，经反复试验、改进，到年代末，经反复试验、改进，到20世纪世纪60年代才开始进入实年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：大致情况如下： 三、燃料电池（连续电池）（连续电池） 优点：能量转化率高，可持续使用，优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好对环境友好 用途：宇宙飞船，应用前景广阔用途：宇宙飞船，应用前景广阔（-）Ni（多孔）（多孔）| KOH（溶液）（溶液） | NiO2 (+） 1 1、氢氧燃料电池（连续电池）、氢氧燃料电池（连续电

9、池）1 1、氢氧燃料电池（连续电池）、氢氧燃料电池（连续电池） 优点：能量转化率高，可持续使用，优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好对环境友好 用途：宇宙飞船，应用前景广阔用途：宇宙飞船，应用前景广阔（-）Ni（多孔）（多孔）| KOH（溶液）（溶液） | NiO2 (+） 负极负极 : : 2H24e-4H+ 正极正极 : : O2+ 4e-4H+ 4OH- 总反应方程式总反应方程式 ： 2H2O22H2O氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应介质负极反应式正极反应式酸性中性碱性2H24e=4HO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH2H24e=4H2H24e4OH=4H2OO22H

10、2O4e=4OH电池反应：2H2 +O2 = 2H2O (2)燃料电池的燃料除氢气外，还有、等液体或气体。如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解液，则在负极发生氧化反应的是，总反应式是。负极反应式是；正极反应式是；烃肼甲醇氨煤气CH4 2O24H2O8e=8OH3.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，下列说法不正确的是()A.正极反应式为O22H2O4e=4OHB.电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D.该电池通常只需更换铝板就可继续使用13 42当堂检测课堂总结1 1、两个电极均参与反应的原电池、两个电极均参与反应的原电池( (如蓄电池，纽扣电池）如蓄电池，纽扣电池）电极材料：金属为负极，金属化合物为正极电极材料：金属为负极，金属化合物为正极电子得失均由两电极本身发生电子得失均由两电极本身发生电极