化学电源 省赛获奖 完整版PPT

1、第四章 电化学基础第二节 化学电源13 九月 2022化学电池的分类一次电池：活性物质消耗到一定程度，就不能使用，其电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池，如锌锰电池；二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫充电电池或蓄电池，如铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锌银电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池；燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池，如氢氧燃料电池。衡量电池优劣的指标比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位：(Wh)/kg ,(Wh)/L比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位：W/kg ,W/L储存时间：电池的可储存时间的长

2、短电池的优点能量转化率较高；供能稳定可靠；可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电池及电池组；使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作；一次电池普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：负 极：Zn - 2eZn2+正 极：2NH4+ + 2e+2MnO2 Mn2O3+ 2NH3 H2O总反应：Zn + 2NH4+ +2MnO2 Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3 H2O碱性锌锰干电池：活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：负 极：Zn - 2e + 2OH- Zn(OH)2正 极：2MnO2 + 2e+ 2H2

3、O 2MnOOH + 2OH-总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnOOH + Zn(OH)2二次电池铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行蓄电池放电时为自发电池，充电时为电解池充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次 。放电时电极反应式：负 极：Pb + SO42- -2e-PbSO4正 极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-PbSO4 + 2H2O总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O放电充

4、电燃料电池 一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。负 极：2H2 - 4e-4H+正 极：O2 + 4H+ + 4e-2H2O总反应：2H2 + O22H2O燃料电池【例1】实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：正极： 负极：今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是：A0.0

5、25 mol B0.050 mol C0.10molD0.20molC9/13/2022【例2】(2010全国卷)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/S (h)TiO2/S* (激发态)TiO2/S*TiO2/SeI32e3I2TiO2/S3I2TiO2/SI3下列关于该电池叙述错误的是( )A.电池工作时，是将太阳能转化为电能B.电池工作时， I在镀铂导电玻璃电极上放电C.电池中镀铂导电玻璃为正极D.电池的电解质溶液中I和I3的浓度不会减少B9/13/2022【例3】

6、(2010浙江卷)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2LiFeS2e=Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是()A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为1价B.该电池的总反应式为：2LiFeS=Li2SFeC.负极的电极反应式为：Al3e=Al3D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2SFe2e=2LiFeSB9/13/2022【例4】( 2010福建卷)铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O 研读下图，下列判断不正确的是()A.K 闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42B.当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molC.K闭合时，中SO42向c电极迁移D.K闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极【答案】C9/13/2022【例5】(2010安徽卷)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2