《化学电源》课件(新人教版选修4).ppt

1、第二节 化学电源,第四章 电化学基础,干电池,纽扣电池,锂电池,化学电源,常见的化学电池,一次电池 二次电池 燃料电池 高能电池,锌锰干电池,常见的化学电池,一次电池的活性物质（发生氧化还原的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。,一 一次电池有什么特点？,.一次电池(又叫干电池),电极:,电解液：,电极方程式：,常见的化学电池,KOH,Zn为负极,MnO2为正极,负极：,正极：,常见的有：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、锌银电池、锂电池等。,（1）碱性锌锰干电池：,电池反应： 2MnO2+ Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,（2）锌银

2、电池：,锌银电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH，,电极方程式：,负极：,正极：,（3）锂电池：,锂电池的负极是Li,正极可以是MnO2、CuO、FeS2等,Zn + 2OH- -2e- Zn(OH)2,Ag2O + H2O + 2e- 2Ag + 2OH-,总反应式: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2,部分主流产品供电基本原理、性能和相对价格,铅蓄电池,二 二 次 电 池 特 点 又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，使活性物质可以获得再生。这类电池可反复多次使用。,3.复杂原电池电极方程式的书写 方法点拨：写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失

3、电子显正电”的原则， 利用“电荷守恒”，通过巧用H、OH和水写出电极方程式,Pb SO42 2e PbSO4,正极： PbO2 得电子,4H 2H2O,PbO2SO42 2e PbSO4,负极： Pb 失电子,电极：Pb为负极；PbO2为正极.,电解液:30%的H2SO4溶液,放电的电极反应式:,负极(Pb)： Pb + SO42 -2e-PbSO4,正极(PbO2)：PbO2 + 4H+ +SO42- + 2e- PbSO4 +2H2O,总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO42PbSO4+ 2H2O,.铅蓄电池(二次电池),(1.251.28g/cm-3),课堂练习:,2.铅蓄电池(

4、原电池)的电极分别是PbO2和Pb,电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池的总反应是: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 根据上述反应,判断: 1)原电池的负极是(填电极材料)_ 2)工作时蓄电池负极反应式为_ 3)工作时蓄电池里电解质溶液的PH变化:_,拓展创新,氢氧燃料电池,三.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池),拓展创新,三 新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池),2.燃料电池电极方程式的写法： 总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。 负极（通入燃料）： 为燃料失去电子的氧化反应， 正极（通入氧化剂）： 为氧化剂得

5、到电子的还原反应。 以Pt为电极，电解质溶液为 KOH溶液的氢氧燃料电池为例,负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O,正极反应: （总反应负极反应）,总反应：2H2+ O22H2O,负极: H2 失e,4H+ + 4OH- 4H2O,2H2 - 4e- 4 H,O2 + 2H2O + 4e- 4OH-,（1） H2O2碱性介质（ KOH ）,2.燃料电池电极方程式的写法,Pt为电极，电解质溶液为 H2SO4溶液的氢氧燃料电池,（2） H2O2酸性介质（ H2SO4 ）,总反应：2H2+ O22H2O,负极: 2H2 - 4e- 4H+,正极:,O2 + 4e- + 4H+ 2

6、H2O,2.燃料电池电极方程式的写法,Pt为电极，电解质为 熔融盐的氢氧燃料电池,（3） H2O2中性介质（ 熔融ZrO2 Y2O3）,总反应：2H2+ O22H2O,负极: 2H2 - 4e- 4H+,正极:,O2 + 4e- 2O2-,电极: Pt制作的惰性电极,电解质溶液: KOH溶液,负极: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O,正极: O2 + 2H2O + 4e- 4OH-,总反应：2H2+ O22H2O,拓展创新,1 氢氧燃料电池,若为酸性介质，试写出电极反应式？,思考:,负极：2H2 - 4e- 4H+ 正极: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O,三 .新型燃料电池(氢

7、氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池),2 铝-空气-海水电池,三 .新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/铝-海水-空气电池),1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。 负极：4A1-12e- 4A13+ 正极：3O2+6H2O+12e- 12OH- 电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高2050倍。,3 甲烷-氧燃料电池,该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极 上分别通甲烷和氧气: 负极：CH4 + 10OH- - 8e- CO32- + 7H2O 正极：

8、2O2 + 4H2O + 8e- 8OH- 电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O,三 .新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池),（3）CH3OH燃料电池（KOH溶液） 提示：负极：2CH3OH+16OH12e=2CO32-+12H2O； 正极：3O2+6H2O+12e = 12OH 总反应方程式为：2CH3OH+3O2+4OH- = 2CO32-+6H2O,（4）熔融盐燃料电池： 该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。 提示：负极：2CO+2

9、CO32-4e- = 4CO2 正极：O2+2CO2+4e- = 2CO32- 总反应式为：2CO+O2 2CO2,小结:,燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。 一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、CO、CH4、乙醇等。 燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极反应式是有区别的。如甲烷-氧燃料电池在酸性介质中的电极反应为： 负极：CH4 + 2H2O - 8e- CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8H+ + 8e- 4H2O 总反应式为：CH4 + 2O2 CO2+2H2O,拓展练习 （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的 现象。 两极反应式为：正极 ；