人教版化学选修四 化学电源

1、第四章是电化学基础，第二节是化学电源。你在日常生活和学习中使用过什么电池，你知道电池的其他用途吗？化学电池、太阳能电池、原子能电池、将化学能转化为电能的装置、将太阳能转化为电能的装置、通过热能转换器将放射性同位素自然衰变产生的热能转化为电能的装置、用途广泛的电池、汽车用铅电池和燃料电池、化学电池、用途广泛的电池、神舟六号的太阳能电池、笔记本电脑专用电池和手机专用电池。照相机专用电池、各种纽扣电池、普通锌锰电池、碱性电池、镍镉电池、小型高性能燃料电池、锂离子电池、镍氢电池和电池发明短篇故事。1791年，当他解剖的时候，他在实验室的铁架子上挂了一个带剥皮青蛙腿的铜钩，发现青蛙腿会有肌肉抽搐。加沃尼

2、认为动物组织可以产生电流，金属是传导电流的导体。从独特的角度来看，他认为电流是由两种不同的金属产生的。经过一系列实验，他终于在1800年成功开发出世界上第一个能够产生稳定电流的电池(见下图)。(意大利生物学家加沃尼)，(法国物理学家和化学家伏特)，化学电池的分类，原电池：当活性物质被消耗到一定程度时，它们就不能被使用，它们的电解质溶液被制成凝胶而不流动，也叫干电池，如锌锰电池；二次电池：放电后可充电以再生活性物质，也称可充电电池或蓄电池，如铅电池、镉镍电池、氢镍电池、锌银电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池；燃料电池：将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池，如氢氧燃料电池。较高的能量转化

3、率；稳定可靠的能源供应；13)可以制造各种形状、尺寸和容量的电池和电池组；易于使用和维护，可以在各种环境下工作。电池的优点，衡量电池优劣的指标，比能量：单位质量或体积的电池能输出多少电能。单位：(瓦时)/千克，(瓦时)/升比功率：单位质量或单位体积电池的输出功率。单位：W/kg，W/L储存时间：电池的储存时间，一次电池和一次电池，1。碱性锌锰电池，放电后不能充电(内部氧化还原反应不可逆)，碱性锌锰电池，普通锌锰电池，(1)普通锌锰电池：活性物质为氯化铵和淀粉糊，用作电解液，并填充二氧化锰和炭黑。电极反应式：负电极：Zn-2e-=Zn2正电极：2nh 42e-MnO 2=mn2o 3 2nh3H

4、2O总反应：zn2nh 42mo 2=zn2mo 2 2nh3H2O，锌锰电池工作原理，(2)碱性锌锰电池：活性物质为氢氧化钾和淀粉糊作电解质电极反应式：负电极：Zn-2e-2oh-=Zn(oh)2正电极：2mo 2e-2h2o=2mo 2h2o-总小型高性能碱性锌锰电池应运而生。这种电池的重要特点是电解液由中性变为碱性，离子导电性更好，负极由锌片变为锌粉，反应面积成倍增加，放电电流大大增加。2。银锌电池，总反应式：Zn Ag2H2O=2AG Zn (OH) 2电极反应式：负极： Zn2OH-2e-=Zn(OH)2正极： Ag2H2O 2E-=2AG 2OH-，电解液： KOH溶液，优点适用于

5、小电流连续放电，常制成扣式微型电池，广泛用于电子表、照相机、计算器等微型电子仪器。1.锂电池，锂亚硫酰氯电池(Li-socl 2):8li 3 OCL 2=6 Li 2 so 32s阴极3360；正极：用途：重量轻、能量高(比能量高)、工作效率高、稳定电压高、工作温度宽、寿命长，8li-8e-=8li，3so c28e-=6cl-so32-2s，二次电池，锂电池，锂是密度最低的金属，使用锂作为电池的负极，与使用与负极质量相同的其他金属相比，使用寿命大大延长。锂电池具有高比能量、高电压和宽工作温度。锂电池由于其优异的性能，被广泛应用于军事和航天领域，在民用领域，如计算机、手表、照相机、起搏器等以

6、小功率为主要电源。锂电池的特点和用途，2。铅蓄电池、化学能、电能、放电、充电和放电过程中的总反应，铅(S)二氧化铅(S) 2H2SO4 (AQ)=铅(s) so42-(AQ)-2e-=硫酸铅(S)，正电极：二氧化铅(s) 4h (AQ) so42-(AQ) 2e-=硫酸铅(s) 2h2o (l)，氧化反应，还原反应，负电极硫酸铅(s) 2e-=铅(s) so42-(AQ)，还原反应，阴极，阳极，硫酸铅(L) 氧化反应2pb SO4(s)2h2o(l)=Pb(s)PBO 2(s)2h2so 4(AQ)，铅电池的充放电过程：优点和缺点：低比能量，重量大，废电池污染环境，优点：可重复使用，电压稳定，

7、使用方便，安全可靠，价格。课后思考：根据上面给出的一般方程，你能写出每个电极的反应方程吗？ 3.燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。酸性电解质：碱性电解质负电极： 2H2 O2=2H2O正电极：o2h2o4e-=4oh-总反应： 2H2 O2=2H2O，负电极2 H2-4E-=4H，正电极O2 4H 4E-=2H2O总反应：2h2o2=2h2o，(1)氢氧燃料电池，中性电解质，负电极：2H2-4E-=4H，正电极：3360o2h2o2h2-4e-=4h，o2h4e-=2h2o，2h24oh-4e-=4h2o，o2h2o4e-=4oh-，氢氧燃料电池，燃料电池规则，燃料

8、作为负极，氧化剂氧作为正极，电极材料一般不参与化学反应，只起到传导电子的作用。能量转化率高(80%以上)，一般只有30%，有利于节能。燃料电池与以前电池的区别是：工作时不断补充氧化剂和还原剂；反应产物连续排出；总反应相当于助燃剂中燃料的燃烧，但由于电解质溶液的影响，应注意最终产物的存在形式；氢氧化钾溶液：负电极：CH4 10oh-8e-=co32-7h2o正电极：2o 2 4h2o 8e-=8oh-总反应式：CH4 2oh-=。 H2SO4溶液：负电极：CH4 2H2O-8e-=CO2 8h正电极：2o 2 8h 8e-=4h2o总反应式：CH4 2O2=CO2 2H2O，(2)将甲烷燃料电池

9、导线连接的两个铂电极插入电解液中，然后将CH4和O2分别引入两个电极。将电解质溶液插入由导线连接的两个铂电极中，并将乙醇和氧气分别引入这两个电极中。酸作为电解质负极： C2 H5 oh 3h2o-12e-=2co 212h正极33603 O2 h12e-=6h2o总反应式：C2 H5 oh 3o 2=2co 3h2oKOH作为电解质负极：C2 H5 oh 16oh-12e-=2co 32-11h2o正极：3o 12e-6h2o=12oh-总反应式：c2h5oh3o4oh-=2co32-5h2o，(4在一个电极中引入丁烷，在另一个电极中引入氧气，使用掺Y2O3的氧化锆晶体作为电解质，该晶体可以在

10、高温下传导O2-。负极：2c 4 h10-52e-26o 2-=8co 210 H2O正极：13o 252 e-=26o 2-总反应式：2C4H10 13O2=8CO2 10H2O，(5)熔盐燃料电池。在一个电极上引入一氧化碳，在一个电极上引入空气和二氧化碳的混合气体，使用Li2CO3和Na2CO3的熔盐作为电解质。负电极：2 CO2 32-4e-=4 CO2正电极：o2co 4e-=2 CO2 32-总反应式：2co2=2co2，特别提醒 (1)通常，燃料电池的负电极是失去电子的可燃物质，正电极是得到电子的氧，电极材料是惰性电极。(2)在编写燃料电池的电极反应时，应特别注意电解质溶液的离子参

11、与电极反应，这应写入电极反应公式。2.化学电源电极反应式1的编写。根据装置写入电极反应式(1)确定一次电池的正负极和放电物质。首先，根据标题中给出的图示装置的特征，结合判断原电池正负极的方法，确定原电池正负极和放电物质。(2)写出电极反应公式。负反应：常规：活性金属或H2(或其他还原剂)失去电子，生成金属阳离子或氢(或其他氧化产物)。特殊情况：如果电解质溶液中的阴离子能与生成的金属阳离子或氢反应，应将阴离子写入电极反应公式。例如，铅酸电池的负极反应是硫酸铅2-2e-=硫酸铅。正极反应：规则：阳离子产生的电子产生简单物质(或氧产生的电子)。特殊情况：如果氧得到电子，应该考虑电解质溶液。中性或碱性

12、：O2 2h2o 4e-=4oh-酸性：O2 4h 4e-=2h2o。(3)写出电池的总反应方程式。结合电子守恒，将正负电极反应方程相加，得到电池的总反应方程。2.给出电池的总反应公式，并写出电极反应公式(1)。一般的写作步骤是：列出物质，标明得失。(2)选择离子和匹配电荷。匹配数字，熟练用水。(4)两种类型的加法，检查总类型。(2)以2h2 O2=2h2o为例，电解质溶液为氢氧化钾溶液时电极反应公式的编写步骤：负电极反应公式的编写：根据总反应方程，列出公式两侧的高价相关物质为h2，转移电子为4e-:2h2-4e-=4h。(2)根据电解质溶液的酸碱度，用h或oh -或其他离子平衡，使两边的总电

13、荷相等，从而得到2h2 4oh - 4e-=4h2o。两侧元素由H2O守恒，即2h2-4e- 4oh-=4h2o。以同样的方式，正反应公式被写成如下：O2 4e-=2o2-，O2 2H2O 4e-=4oh-。注意：是水在碱性溶液中提供了氢，把O2-变成了OH-，这应该以化学式的形式写出来。将正负反应公式相加，如果得到总反应公式，则书写正确。根据给定的两个电极反应公式，在编写总反应方程时，首先使两个电极反应公式的增益和损耗电子相等，然后将两个公式相加，以消除反应物和产物中相同的物质。注：如果有离子不能共存于反应式的同一侧，如氢和氢氧-，二价铅和硫酸-，它们应记为反应物质，如H2O和硫酸铅。1.一

14、种新的燃料电池，一极充满空气，另一极充满丁烷气体；电解液是掺有氧化钇(Y2O3)的氧化锆晶体，可以在熔融状态下传导O2-。以下关于燃料电池的陈述是正确的：(a) O2-在熔融电解质中从负极移动到正极；b)电池的总反应是2c 4h 1013 o 2=8co 210 H2O c；电极反应是O2 4e-=2 O2-D。引入丁烷的电极是正电极。电极反应为：C4 h 1026 e-13o 2-=4co 2h2o，BC。实施例2铁镍电池也称为爱迪生电池，放电期间的总反应为：铁Ni2O3 3H2O=铁(羟基)22Ni(羟基)2。以下关于电池的陈述是不正确的：()a .电池的电解液是碱性溶液。当电池放电时，负电极反应是fe2oh-2e-=Fe(oh)2c。在电池充电过程中，阴极附近溶液的酸碱度降低。当电池充电时，阳极反应是2ni(oh)22oh-2e-=ni2o 3 3h2o。c，2 .hig高铁电池