化学选修ⅳ人教新课标化学电源课件（七）

1、123456789184天天“0”排放排放助推低碳世博的成功助推低碳世博的成功燃料电池燃料电池汽车汽车10为什么这些汽车用电池而不用化石燃料作能源？为什么这些汽车用电池而不用化石燃料作能源？u能量转换率高能量转换率高u供能稳定可靠供能稳定可靠u可以制成各种形状和大小、不同容量的电池、电池组可以制成各种形状和大小、不同容量的电池、电池组u使用方便，易于维护使用方便，易于维护u并可以在各种环境下工作。并可以在各种环境下工作。11为什么用燃料电池而不用其他电池呢？为什么用燃料电池而不用其他电池呢？电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池 原子能电池原子能电池 一次电池一次电池二次电池二次电池 燃

2、料电池燃料电池 电池的分类电池的分类12原电池原电池二次电池二次电池一次电池一次电池燃料电池燃料电池从从1799年伏打电池的产生到现在年伏打电池的产生到现在电池电池有二百多年的发展史有二百多年的发展史了了13【实验步骤实验步骤】1、将稀硫酸倒入电池槽至能够浸没铜片将稀硫酸倒入电池槽至能够浸没铜片 和锌片的下端和锌片的下端 2、将连接电流计的导线夹分别夹在铜片、锌、将连接电流计的导线夹分别夹在铜片、锌 片上，观察电流计是否偏转片上，观察电流计是否偏转3、将连接小灯泡的导线夹分别夹在铜片、锌、将连接小灯泡的导线夹分别夹在铜片、锌 片上，观察小灯泡是否变亮片上，观察小灯泡是否变亮4、断开电路，观察锌

3、片、断开电路，观察锌片14【思考思考】能用该装置作为日常生活中的电源吗？能用该装置作为日常生活中的电源吗？作为电源的电池应满足的条件作为电源的电池应满足的条件 1、能输出较多的电能或较大的功率、能输出较多的电能或较大的功率2、方便使用方便使用3、存储较长时间存储较长时间15锌粉和锌粉和KOH的混合物的混合物 MnO2 金属外壳金属外壳 Zn+ 2OH-= Zn(OH)2-2 e-2MnO2+2 e-+2H2O=2MnOOH + 2OH-总反应：总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH负极：负极：正极：正极：MnO2优点：比能量大和可存储时间长，适用于大电

4、流和连续放电优点：比能量大和可存储时间长，适用于大电流和连续放电 一、一次电池一、一次电池 16锌粉锌粉和和KOHMnO2金属外壳金属外壳与锌铜原电池相比，碱性锌锰电池在哪几方面做了改进，使碱与锌铜原电池相比，碱性锌锰电池在哪几方面做了改进，使碱性锌锰电池具有这些优点？性锌锰电池具有这些优点？负极反应物负极反应物 正极反应物正极反应物 电解质溶液电解质溶液 其他其他原电池的主要组成部分原电池的主要组成部分 17纽扣式锌银电池纽扣式锌银电池锂锂电电池池18这些电池能作为汽车能源吗？这些电池能作为汽车能源吗？19丢掉一个电池，换回一片污染，失去一座矿山丢掉一个电池，换回一片污染，失去一座矿山有关资

5、料显示，一节一号电池烂在地里，能使平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。1吨废干电池含有131公斤钢、160公斤锌、375公斤二氧化锰，从废电池中提炼金属比从矿石中提取容易的多。污染环境污染环境 资源利用率低资源利用率低 20铅蓄电池铅蓄电池 18591859年由普南特年由普南特(Plante)(Plante)发现发现 , , 以以PbPb、PbOPbO2 2 稀硫酸稀硫酸组成的电池放电完了以后外加电源一段时间后又可以起组成的电池放电完了以后外加电源一段时间后又可以起到放电的作用，进而发明了铅蓄电池。到放电的作用，进而发明了铅蓄电池。212

6、2负极负极(Pb)： Pb + SO42- -2e-PbSO4正极正极(PbO2)：PbO2 + 4H+ +SO42- + 2e-PbSO4 +2H2O总电池反应总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO42PbSO4+ 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O放电放电充电充电二、二次电池二、二次电池23电压稳定，使用方便、安全可靠、价格低廉电压稳定，使用方便、安全可靠、价格低廉铅蓄电池的优点：铅蓄电池的优点：铅蓄电池的缺点：铅蓄电池的缺点：笨重、充电时间长、污染笨重、充电时间长、污染242H2O22H2O特点：特点： 1 1、无污染、无污染 2 2、放热反应

7、，能量转化大、放热反应，能量转化大 3 3、氧化还原反应、氧化还原反应25 燃料电池不是把还原剂、氧化剂燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时物质全部贮藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。它是把将电极反应产物不断排出电池。它是把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的为电能的“能量转换器能量转换器”。26电池名称电池名称电极反应电极反应碱性锌锰碱性锌锰电池电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料氢氧燃料电池（酸）电池（酸）负极负极(Pb)(Pb)： Pb + SO

8、Pb + SO4 42 2- -2e-2e- -PbSOPbSO4 4正极：正极：PbOPbO2 2 + 4H+ 4H+ + +SO+SO4 42- 2- + 2e+ 2e- -PbSOPbSO4 4 +2H+2H2 2O O总电池反应总电池反应:PbO:PbO2 2 + Pb +2H+ Pb +2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 4+ 2H+ 2H2 2O O负极负极 : 2H: 2H2 24e4e- -4H4H+ +正极正极 : O: O2 2+ 4H+ 4H+ + 4e4e- - 2H2H2 2O O 总反应方程式总反应方程式 ：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O

9、负极：负极：Zn + 2OHZn + 2OH2e2e- - = Zn(OH)= Zn(OH)2 2正极：正极：2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O+O+2e2e- - = 2MnO= 2MnOOHOH + 2OH+ 2OH 总：总： Zn+Zn+2MnO2MnO2 2 + H+ H2 2O O = Zn(OH) = Zn(OH)2 2 +2MnO+2MnOOHOH 27镍镍镉可充电电池可发生如下反应：镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2充电充电放电放电A. Cd （ A ）B.

10、 NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)228电池名称电池名称优缺点优缺点碱性锌锰碱性锌锰电池电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料氢氧燃料电池电池优点优点: 比能量、存储时间高，比能量、存储时间高， 适用于大电流和连续放电适用于大电流和连续放电缺点缺点: 不能反复使用，价格高不能反复使用，价格高优点：电压稳，优点：电压稳，方便，安全，价格低方便，安全，价格低缺点：比能量低，缺点：比能量低，笨重，笨重，污染环境污染环境优点：优点：无污染无污染缺点：气体不易存储缺点：气体不易存储29根据需要选用根据需要选用依据特点使用依据特点使用按照要求处理按照要求处理301.1.锂电池是一代新型高能电池

11、，它以质量轻、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为种锂电池，某种锂电池的总反应为Li + MnOLi + MnO2 2=L=LiMnOiMnO2 2, ,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A、 LiLi是正极，电极反应为是正极，电极反应为Li Li e e- - = Li= Li+ +B B、 LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li Li e e- - = Li= Li+ +C C、 LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnOMnO2 2 + e+ e-

12、- = MnO= MnO2 2 D D、 LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li Li 2e2e- - = Li= Li2+2+B312 2、19911991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高2020到到5050倍。倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能

13、发生的运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。电极反应。负极负极 正极正极4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-321 1、完成课本、完成课本7878页习题页习题2 2、上网查阅各类电池的使用注意事项、上网查阅各类电池的使用注意事项33负极负极 : 2H24e-4H+正极正极 : O2+ 4H+ 4e- 2H2O 总反应方程式总反应方程式 ： 2H2O22H2O优点：优点：无污染无污染3435363738391、充电时间较长，一般、充电时间较长，一般3-5个小时个小时2、有一定的使用寿命、有一定的使用寿命 铅蓄电池：循环寿命约铅蓄电池：循环寿命约30

14、0300次次 镉镍电池：循环寿命约镉镍电池：循环寿命约2000-40002000-4000次次3、重金属污染，主要是铅、镉、镍、重金属污染，主要是铅、镉、镍镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池40锌锰干电池锌锰干电池41电极：电极：Pb为负极；为负极；PbO2为正极为正极.电解液电解液:30%的的H2SO4溶液溶液放电放电的电极反应式的电极反应式:负极负极(Pb)： Pb + SO42 -2e-PbSO4正极正极(PbO2)：PbO2 + 4H+ +SO42- + 2e-PbSO4 +2H2O总电池反应总电池反应:PbO2 + Pb

15、+2H2SO42PbSO4+ 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O放电放电充电充电二、二次电池二、二次电池42电池名称电池名称电压电压主要优缺点主要优缺点普通电池普通电池 （锌锰电池）（锌锰电池）1.5V 优点优点：使用方便，便宜。：使用方便，便宜。缺点缺点：寿命、存放期短，约：寿命、存放期短，约1.5年，年，不能不能 充电充电。碱性锌锰电池碱性锌锰电池1.5V 优点优点：电容量大，使用寿命长。：电容量大，使用寿命长。缺点缺点: 不能充电不能充电，价格较高。，价格较高。锌银纽扣电池锌银纽扣电池1.5V 优点优点：体积和质量都小，寿命长，约：体积和质量都小，寿

16、命长，约2年年缺点缺点：不能充电不能充电，价格高。，价格高。镍镉电池镍镉电池1.3V 优点优点：体积小，质量轻，寿命长，：体积小，质量轻，寿命长，可充可充 放电放电约约3000次。次。缺点缺点：价格高。：价格高。铅蓄电池铅蓄电池2V优点优点：电压稳，电容量大，：电压稳，电容量大，可充电可充电便宜。便宜。缺点缺点：笨重，防震性差，不防漏：笨重，防震性差，不防漏部分主流产品供电基本原理、性能和相对价格部分主流产品供电基本原理、性能和相对价格一次电池一次电池43侵占农田侵占农田污染土壤污染土壤 污染水体污染水体污染空气污染空气44 思考：思考： 是不是所有化合是不是所有化合物在水溶液里或熔融物在水溶液里或熔融状态下都能够导电？状态下都能够导电？小结小结45PtPt电极电极H2O2氢氧燃料电池模拟氢氧燃料电池模拟KOH