专题18 原电池 (三)- 名校同步2022-2023学年高二化学疑难点突破实用课件（人教版2019选择性必修1）

1、电池化学能电能第三课时 化学电源化学电池1)分类:一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池2)优点:3)电池优劣的判断标准: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和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。比能量:指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。单位(W.h).kg-1或(W.h).L-1比功率:指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。单位W. kg-1或W.L-1电池的储存时间的长短3.化学电池回收利用:废旧电池中含_和酸碱等有害物质,应回收利用,既减少污染,又节约资源。重金属1、干电池1）普通锌锰电池负极：

2、锌皮 正极：石墨电解质溶液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉，还填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。(一) 一次电池负极正极总反应Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3 +H2 Zn+2NH4+=Zn2+2NH3 +H2 MnO2粉末作用：吸收产生的H2，Zn2+吸收产生的NH32）碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质KOHZnMnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考：该电池的正负极材料、电极反应式和电解质*改进后碱性锌锰电池的

3、优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会涨气或漏液。注：写电极方程式：若是只写一极，则要约为最简系数；若是两极都写，则要得失电子一致。2、锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。用途：质轻、高能(比能量高)、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。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S铅蓄电池 P97正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液(二)二次电池2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电放电

4、PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s)+2H2O(l)Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)正极：负极：放电过程优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电充电此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD电极反应：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2

5、OH-(二)二次电池银-锌蓄电池(二)二次电池镉镍电池电极反应：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-镍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Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd （ A ）B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + C6 (x1)。下列关于该电池的说法不正确的是（ ） A. 放电时，Li+在电解质中由

6、负极向正极迁移 B. 放电时，负极的电极反应式为LixC6 - xe- = xLi+ C6 C. 充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7x g D. 充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 + Li+C(二)二次电池锂离子电池放电时： 负极 LixC6 - xe- = xLi+ C6 正极 Li1-xCoO2 + xe- + xLi+ = LiCoO2（2009年浙江卷）市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为

7、：放电充电Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列说法不正确的是A.放电时，负极的电极反应式：Lie = LiB、充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C、该电池不能用水溶液作为电解质D、放电过程中Li向负极移动方法:利用化合价的变化锂单质做负极(三)燃料电池介质电池反应： 2H2 +O2 = 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-=

8、4OH-氢氧燃料电池注：对于中性电解液，方程式左边不要出现H+或者OH-2O2+8e-+4H2O=8OH-通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为_； 通入氧气的一极为_，电极反应_，总反应为_。负极CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正极CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲烷燃料电池电解质溶液：KOH溶液(三)燃料电池注：碱性环境下，CO2会转化为CO32-变式：a、b电极均为多孔的Pt片,分别通入甲烷和氧气,形成原电池。通入甲烷的一极为 _ 极，电极反应为 _ ，通入氧气的一极为_极，该电极反应为_，总反应为_当电路中流过4mol电子，则反应CH4的物质的量为负CH4

9、- 8e- +2H2O =CO2+8H+正2O2 + 8e- + 8H+ = 2H2OCH4+2O2=CO2+2H2O有质子交换膜即为酸性环境0.5mol(四)、熔融态电解质电池（固体燃料电池）：1、熔融氧化物电池：介质电池反应：负极正极负极 正极2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 +O2 = 2H2O特点：在电解质中被传导的离子会移动到另一极参与反应例. 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传

10、导O2-。下列对该燃料说法正确的是（双选）( ) A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极B. 电池的总反应是： 2C4H10 + 13O2=8CO2 + 10H2OC. 通入空气的一极是正极，电极反应为： O2 + 4e- = 2O2-D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10 - 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2OBC练一练、固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物(能传导O2)作电解质。其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是A电极b为电池负极，电极反应式为：O24e=2O2B固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C若H2作为燃料气，则接触面上发生的反应为：H

11、22OH4e=2HH2OD若C2H4作为燃料气，则接触面上发生的反应为：C2H46O212e=2CO22H2OD 熔融盐燃料电池可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极燃气。负极： 正极：总反应式：2CO+2CO32-4e- = 4CO22CO+O2 = 2CO2O2+2CO2+4e- = 2CO32-2、熔融碳酸盐电池：可传递CO32-1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3（五）、海水电池：1、锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。