第二课时 发展中的化学电源(实用)

1、原电池正、负极的判断方法原电池正、负极的判断方法 结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe Fe + Cu+ Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。1 1、电解液：、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液酸铜等可溶性铜盐溶液 2 2、电极材料：、电极材料： 负极：铁，负极：铁， 正极：铜、石墨或比正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属铁不活泼的其他金属1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ：负极负极: .

2、正极正极: . Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 请在图上标出电子的流动方向和电流方向请在图上标出电子的流动方向和电流方向, 并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总反应式. H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: .负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: . AgFeZn Zn2e - = Zn2+ Cu Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + CuFe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 F

3、e+2H+ = Fe 2+ +H2 Ie-e-I二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源 发展中的化学电源化学电池化学电池一次性电池：如干电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等电池等燃料电池：氢氧燃料电池燃料电池：氢氧燃料电池1 1、干电池、干电池 二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源 ：放电之后不能充电（内部的氧：放电之后不能充电（内部的氧化还原反应不可逆）化还原反应不可逆） 一次电池一次电池 锌锰干电池锌锰干电池 酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池负极：负极：ZnZn2e2eZnZn2 2 正极：正极： 2NH2NH

4、4 42e2e2NH2NH3 3H H2 2 总反应：总反应： 2NH2NH4 4 ZnZn ZnZn2 2 2NH2NH3 3H H2 2 MnOMnO2 2为为H H2 2吸收剂吸收剂 酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池总反应：总反应：2MnO22H2OZnZn(OH)22MnOOH 碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 负极是负极是Zn、正极是、正极是MnO2 、电解质是、电解质是KOH 正极：正极：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH 负极：负极：Zn2OH2eZn(OH)2 2 2、充电电池：、充电电池：二次电池二次电池能量：能量： 化学能化学能电能电能 放电放电 充电充电 蓄电池放电过程工作

5、原理蓄电池放电过程工作原理正极：正极：PbO2 PbO2 2e SO424H PbSO4 2H2O 负极：负极：Pb Pb2eSO42 PbSO4 总反应：总反应： Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O （难溶于水）（难溶于水）2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4放电放电充电充电放电过程为化学电池！放电过程为化学电池！镍镉充电电池镍镉充电电池密封、体积小、寿命长。密封、体积小、寿命长。镉（镉（Cd）作负极，作负极，NiO（OH）作正极。）作正极。以以KOH作电解质作电解质。但镉有毒。但镉有毒。锂离子充电电池锂离子充电电池 优点：质量轻、容量大、放电时间长。优点：

6、质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池，锂作为负极，锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。博器、火箭、导弹等的动力电源。 3. 燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物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，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从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池不断排出电池

7、氢氧燃料电池反应氢氧燃料电池反应:负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- +4OH 4H2O正极（正极（Pt）: O2 +4e- +2H2O 4OH(1)KOH作导电液作导电液(2)H2SO4作导电液作导电液负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- 4H+正极（正极（Pt）: O2 + 4e- + 4H+ 2H2O总反应总反应: 2H2+ O2 2H2O使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车 3、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：的充电和放电过程可以表示为： 在此电池放电时，负极上发生反应的物质在此电池放电时，负极上

8、发生反应的物质是（是（ ） A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn2Ag+Zn（OH）2 Ag2O +Zn+H2O充电充电放电放电D （）（）a a极是（）极，电极反应式是极是（）极，电极反应式是（）（）（）（）b b极是（）极，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（ ）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳个电极均由多孔碳制成，通入的气体在制成，通入的气体在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在电并在电 极表面放电。极表面放电。负负2 2- -

9、e e- - + 4OH+ 4OH- - = 4H= 4H2 2O O正正 O O2 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答：回答： ( (燃料电池燃料电池) )宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：为：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，试写出电解质溶液为盐酸时的电，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和电解质溶液的极反应式，并指出各电极和电解质溶液的PHPH值的变化，值的变化，若电解质溶液为若电解质溶液为KOHKOH时又如何？时又如何？1 1、电解质为盐酸时：、电解质为盐酸时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- - 4H4H PHPH值变小值变小 正极：正极：O O2 24H4H4e4e- -2H2H2 2O PHO PH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变大值变大2 2、电解质为、电解质为KOHKOH时：时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- -4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值变小值变小 正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e- -4OH4OH PHPH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变小值变小练习：练习：写出甲烷燃料电池（写出甲烷燃料电池（CH4-O2-KOH溶液）溶液