第二节化学电源(整理)

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第二节第二节 化学电源化学电源学与问学与问在日常生活和学习中，你用过哪在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？些电池，你知道电池的其它应用吗？ 电电池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化学能转换成电能化学能转换成电能太阳能转换成电能太阳能转换成电能将放射性同位素自然将放射性同位素自然衰变时产生的热能通衰变时产生的热能通过热能转换器转变为过热能转换器转变为电能电能知识点知识点1：化学电池：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:一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如：

2、干电池如：干电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池3)优点优点:4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准: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、不同容量和电压的电池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。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。比能量比能量 符号符号(Ah/kg)，(Ah/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率符号是符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大

3、小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各各类类电电池池知识点知识点2：各类电池：各类电池一一. 一次电池一次电池 吸收正极放出的吸收正极放出的H H2 2，防止，防止产生极化现象。产生极化现象。MnOMnO2 2的作用：的作用：2、碱性锌、碱性锌-锰干电池锰干电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOHZn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极负极

4、(Zn)： Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH- Ag2O（S）+Zn（S）=2Ag（l）+ZnO（S） HgO（S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S）(-) ZnKOH HgO (+)4 4、锂电池、锂电池锂电池：锂电池：（- -）LiLi（S S） LiILiI（晶片）（晶片） I I2 2(+(+） 锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2) )：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极：负极： ；正极：

5、正极： 。Li-eLi-e- -=Li=Li+ +3SOCl3SOCl2 2+8e+8e- -=6Cl=6Cl- -+SO+SO3 32-2-+2S+2S二、二次电池二、二次电池2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨，负极盖填充锌汞合和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液金，电解质溶液KOHKOH。反应式为：。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出电极反应式。写出电极反应式。充电充电放电放电负极：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：正极：Ag2O+2e-+H2O

6、=2Ag+2OH-4 4、镉镍电池、镉镍电池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放放电电充电充电电解质：电解质：KOHKOH溶液溶液。写出电极反应式。写出电极反应式。负极：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-四、四、燃料电池燃料电池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4

7、e-= 2H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-四、四、燃料电池燃料电池2 2、固体燃料电池、固体燃料电池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 负负极极正正极极负负极极 正正极极2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称由于发生的反应类

8、似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应，这一极的电极反应为为_ _；通入；通入氧气的一极为氧气的一极为_，电极反应为，电极反应为_，总，总反应为反应为_。负极负极CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正极正极O2+4e-+2H2O=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲烷甲烷书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种离子反应，遵循书写电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如离子反应的所有规则（如“拆拆”、

9、“平平”）；）；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如（如4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存形式存在，在在，在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相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加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；得到另一极反应；课堂总结课堂总结1 1、仅有一个电极材料参与反应的原电池、仅有一个电极材料参与反应的原电池 负极：负极：M-xe=MM-xe=Mx x+ +

10、正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属课堂总结课堂总结2 2、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，金属化合物为电极材料：金属为负极，金属化合物为正极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反应需考虑电解质溶液的参与电极反应需考虑电解质溶液的参与3 3、电极材料本身均不参与反应的电池、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池）（燃料电池）两电极材料均为惰性电极两电极材料均为惰性电极负极可燃性气体失电子，正极助负极可燃性气体失电子，正极助 燃性气体得燃性气体得 电子电

11、子电极反应考虑电解质溶液电极反应考虑电解质溶液1、锌锰干电池在放电时，电池总反应方、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+ = Zn2 + +Mn2O3+2NH3+H2O在此电池放电时，正极在此电池放电时，正极(碳棒碳棒)上发生反应上发生反应的物质是的物质是A、Zn B、碳棒、碳棒 C、MnO2和和NH4+ D、Zn2+和和NH4 + 巩固练习巩固练习C2、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是图的提示，下列叙述正确的是A、a电极是负极电极是负极B、b电极的电极反应为：电极的电极

12、反应为：4OH-4 e2H2O 2 C、电池工作时，电子由正、电池工作时，电子由正 极通过外电路流向负极极通过外电路流向负极D、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源色电源AD3.一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，其电池反应为：溶液的新型手机电池，其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH 2CO32 + 6H2O，则下列说法错误的是，则下列说法错误的是A.放电时放电时CH3OH参与反应的电极为正极参与反应的电极为正极B.充电时电解质溶液的充电时电解质溶液的pH逐渐增大逐渐增大 C.放电时负极的电极

13、反应为：放电时负极的电极反应为：CH3OH6e 8OH CO32 + 6H2OD.充电时每生成充电时每生成1 mol CH3OH转移转移6 mol电子电子 A4.TiO2在光照射下可使水分解：在光照射下可使水分解：2H2O2 H2O2，该过程类似植物的光合作用。右，该过程类似植物的光合作用。右图是光照射下图是光照射下TiO2分分 解水的装置示意图。解水的装置示意图。下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A.该装置将光能转化为电能，该装置将光能转化为电能，同时也能转化为化学能同时也能转化为化学能B.铂电极上发生的反应为：铂电极上发生的反应为：2H2eH2C.该装置工作时，电流由该装置工作时，电流由T

14、iO2电极经电极经R流向铂流向铂电极电极D.该装置工作时该装置工作时TiO2电极附近溶液的电极附近溶液的pH变大变大AB 5、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因、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。锌而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：为电解液，总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s下列说法错误的是（下列说法错误的是（ ）A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为： 2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaqC 电池工作时，电子由正极通

15、过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过02mol电子，锌的质量理论上电子，锌的质量理论上减小减小65gC6.6.锂电池是一代新型高能电池，它以质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，目前量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为总反应为Li + MnOLi + MnO2 2=LiMnO=LiMnO2 2, ,下列说法正下列说法正确的是（确的是（ ）A.LiA.Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为LiLi e e- - = Li= Li+ +B.LiB

16、.Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li Li e e- - = Li= Li+ +C.LiC.Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnOMnO2 2+e+e- -=MnO=MnO2 2 D.LiD.Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li Li 2e2e- - = Li= Li2+2+B7.7.在含有在含有HH2 2S S气体的空气中，银器表面易变黑气体的空气中，银器表面易变黑（生成了（生成了AgAg2 2S S）为了除去银器表面）为了除去银器表面AgAg2 2S S，可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银

17、器与食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银器与铝接触良好过一段时间，银器表面变为银铝接触良好过一段时间，银器表面变为银白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色絮状沉淀生成，请用电极反应式和离子白色絮状沉淀生成，请用电极反应式和离子方程式表示上述过程方程式表示上述过程Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S 8.8.熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用因而受到重视，可用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔的

18、熔融盐混合物作电解质，融盐混合物作电解质，COCO为阳极燃气，为阳极燃气，空气与空气与COCO2 2的混合气为阴极燃气，制得在的混合气为阴极燃气，制得在6565下工作的燃料电池，完成有关的电下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：池反应式：负极反应式：负极反应式：2CO+2CO2CO+2CO3 32-2-=4CO=4CO2 2+4e+4e正极反应式：正极反应式：总反应式：总反应式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO2 9、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高、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酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为：，则其正极反应式为：_。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示，则其负极反应可表