第二节化学电源

1、寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源一、一次电池一、一次电池1.干电池干电池 负极：负极：Zn 2e-Zn2+ （锌筒）（锌筒） 2NH4+2e- +2MnO2= 2NH3+ Mn2O3+H2O正极：正极：（石墨棒）（石墨棒）2NH4+2e-2NH3+H2 H2+2MnO2Mn2O3+H2OZn + 2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3 +H2O总反应：总反应：优点：优点：制作简单、价格便宜。制作简单、价格便宜。缺点：缺点：放电时间短，电压下降快。放电时间短，电压下降快。 P75

2、寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源2.碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：ZnMnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电解质：电解质： KOHZn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电和连续放电寻梦课件21

3、21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源3.3.银锌银锌钮扣钮扣电池电池银锌电池的负极是银锌电池的负极是Zn,正极正极Ag2O， 电解质是电解质是 KOH。负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2OH-2e-Zn(OH)2Ag2OH2O2e-2Ag2OH-ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2优优点点:比能量大、电压稳定、储存时间长、适宜小电流比能量大、电压稳定、储存时间长、适宜小电流 连续放电。连续放电。用途：用途：电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。寻梦课件21 21 论

4、语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源4.锂电池锂电池负极负极:Li,正极可以是正极可以是:CuO、FeS2 、MnO2 、C等。等。无机无机溶剂亚硫酰氯溶剂亚硫酰氯 SOCl2 在炭极上发生还原反应。电解液在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂是由四氯铝化锂 LiAlCl4 溶解于亚硫酰氯中组成。溶解于亚硫酰氯中组成。 8Li - 8e-=8Li+ 3SOCl2+8e- = 6Cl- +2S+SO32-8Li3SOCl26LiClLi2SO32S负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：用途：用途：质轻、高能质轻、高能(比能量高比能量

5、高)、高工作效率、高稳定电、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压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。空领域。寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源二、二次电池二、二次电池负极（负极（Pb）：）： 正极（正极（PbO2） ：1.铅蓄电池铅蓄电池:放电过程放电过程Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 氧化反应氧化反应PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s)+2H2O(l) 还原反应还原反应放电过程总

6、反应方程式为：放电过程总反应方程式为：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) P76寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程（电解池）铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程（电解池）充电过程充电过程阴极：阴极：阳极：阳极：接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应还原反应PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) +4H+(aq) + SO

7、42-(aq)氧化反应氧化反应2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电过程总反应方程式为：充电过程总反应方程式为：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 (aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源缺点：缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境。比能量低、笨重、废弃电池污染环境。优点：优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。价格低廉。2.银锌蓄电池银锌蓄

8、电池正极壳填充正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液质溶液KOH。反应式为：反应式为：放电放电充电充电Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 试写出电极反应式。试写出电极反应式。Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-负极：负极： 正极：正极：寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源3.镉镍电池镉镍电池负极材料：负极材料：Cd；正极材料：；正极材料：NiO(OH);电解质：电解质：KOH溶液。溶液。反应式为：反应式为：Cd

9、+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电放电充电充电试写出电极反应式。试写出电极反应式。Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 负极：负极：正极：正极：寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源三、燃料电池三、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。接转换成电能的化学电池

10、。 .两极材料：惰性材料，只具有导电性。两极材料：惰性材料，只具有导电性。.反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。.原理：原理：将燃料和氧化剂将燃料和氧化剂(如如:O2)反应所放出的化学能转化为反应所放出的化学能转化为电能。电能。.两极判断：两极判断：通入通入O2或空气的一极或空气的一极通入燃料气的一极通入燃料气的一极负极：负极：正极：正极： P77寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源.导电介质：导电介质：可以是电解质溶液，也可以是新型的导电离子介质。可以是电解

11、质溶液，也可以是新型的导电离子介质。能量转化率高，可持续使用，能量转化率高，可持续使用，对环境友好对环境友好。 .优点：优点：1.氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：2H2 + 4OH- - 4e- 4H2O 2H2O + O2 + 4e- 4OH- 2H2 + O2 2H2O 碱性电解质：碱性电解质：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：思考：思考：若介质为酸性环境呢？若介质为酸性环境呢？寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源酸性电解质：酸性电解质：2H2 - 4e- 4H+ O2 + 4e- + 4H+ 2H2O2H2

12、 + O2 2H2O 负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：碱性碱性/中性：中性： O2 + 4e- + 2H2O 4OH- 酸性：酸性： O2 + 4e- + 4H+ 2H2O 正极写法：正极写法：2.甲烷作燃料的燃料电池甲烷作燃料的燃料电池电极为金属铂，电解质为电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷，在两极分别通入甲烷和氧气。和氧气。 CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O 电极反应：电极反应：负极：负极： CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH- 正极：正极：总反应式：总反应式：寻

13、梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源3.铝铝空气空气海水电池海水电池1991年，我国首创以铝年，我国首创以铝-空气空气-海水为海水为材料组成的新型电池，用作航海标材料组成的新型电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质。志灯以取之不尽的海水为电解质。4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3电池总反应式为：电池总反应式为：4Al -12e- 4Al3+3O2 + 6H2O + 12e- 12OH-负极：负极：正极：正极：寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化

14、学电源第二节化学电源1.电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为别为Ag2O和和Zn，电解质溶液为，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电溶液，放电时锌极上的电极反应式为：极反应式为：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式；氧化银电极上的反应式为：为：Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH-，总反应式为：，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn = Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是（。下列说法正确的是（ ）A. 锌是负极，氧化银是正极锌是负极，氧化银是正极B. 锌的质量减小锌的质量减小6.5

15、 g，外电路中通过，外电路中通过0.4 mol电子电子C. 溶液中溶液中OH-向正极移动，向正极移动，K+ 、H+向负极移动向负极移动D. 随着电极反应的不断进行，电解质溶液中随着电极反应的不断进行，电解质溶液中n(OH-)减小减小A寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，的熔融盐混合物作电解质，CO为为负极燃气负极燃气,空气与空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制

16、得的混合气体为正极助燃气，制得在在650下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式: 负极反应式：负极反应式：2CO+2CO32-4e-= 4CO2正极反应式：正极反应式：_，总电池反应式：总电池反应式：_。2CO+O2=2CO2 O2+2CO2+4e- =2CO32- 寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到因而得到广泛应用广泛应用.锌锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液锰碱性电池以氢氧化钾溶液

17、为电解液,电池电池总反应式为：总反应式为：Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) =Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)，下列说法错误的是，下列说法错误的是( ) A.电池工作时电池工作时,锌失去电子锌失去电子B.电池正极电极反应为电池正极电极反应为: 2MnO2(s)+H2O(l)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.电池工作时电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极电子由正极通过外电路流向负极D.外电路每通过外电路每通过0.2mole-, 理论上减小锌的质量理论上减小锌的质量6.5gC寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第

18、四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置热能转换器转变为电能的装置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电池类别寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第二节化学电源第二节化学电源概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置分类分类:一次电池：干电池一次电池：干电池二次电池（充电电池）二次电池（充电电池）燃料电池：燃料电池：高效