學(xué)修4--42-化學(xué)電源-課件

1、2021/2/211 2021/2/212 1、在日常生活和學(xué)習(xí)中、在日常生活和學(xué)習(xí)中,你用過(guò)哪些電池你用過(guò)哪些電池,你知你知 道電池的其它應(yīng)用嗎道電池的其它應(yīng)用嗎? 電池電池 化學(xué)電池化學(xué)電池 太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池 原子能電池原子能電池 將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置 將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置 將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能通過(guò)將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能通過(guò) 熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn) 2021/2/213 干電池 堿性電池堿性電池 蓄電池 鋰離子電池 燃料電池 形形色色的電池形形色色的電池 202

2、1/2/214 “震動(dòng)動(dòng)力充電電池震動(dòng)動(dòng)力充電電池” 勺水充電勺水充電 三三 維維 納納 米米 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 電電 池池 尿液充電的電池尿液充電的電池 2021/2/215 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 (2)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): (3)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn): 能量轉(zhuǎn)換效率高能量轉(zhuǎn)換效率高, ,供能穩(wěn)定可靠。供能穩(wěn)定可靠。 可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的 電池和電池組電池和電池組, ,使用方便。使用方便。 易維護(hù)易維護(hù), ,可在各種環(huán)境下工作。可在各種環(huán)境下工作。 比能量比能量 符號(hào)符號(hào)(Wh/kg),(Wh/L) 指電

3、池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少 比功率比功率 符號(hào)是符號(hào)是W/kg,W/L) 指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小 電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短 (1)化學(xué)電源化學(xué)電源: 2021/2/216 化學(xué)電池化學(xué)電池 一次電池一次電池 二次電池二次電池 燃料電池燃料電池 堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池 鉛蓄電池鉛蓄電池 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 鋰離子電池鋰離子電池 鎳鎘電池鎳鎘電池 普通普通鋅錳鋅錳干電池干電池 銀銀鋅鈕扣電池鋅鈕扣電池 甲烷燃料電池甲烷燃料電池 放電完后不能 再次充電 放電后可

4、再次充電利用放電后可再次充電利用, 放電時(shí)進(jìn)行的氧化還原放電時(shí)進(jìn)行的氧化還原 反應(yīng)反應(yīng),在充電時(shí)可以逆在充電時(shí)可以逆 向進(jìn)行向進(jìn)行,恢復(fù)到放電前恢復(fù)到放電前 的狀態(tài)。的狀態(tài)。 2021/2/217 1.普通普通干電池原理干電池原理 負(fù)極（負(fù)極（Zn）: 正極（正極（C）: Zn+ 2MnO2 +2NH4+ = Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O 電池總反應(yīng)式電池總反應(yīng)式: 一、一次電池一、一次電池 Zn 2e- = Zn2+ 2MnO2+2NH4+ 2e- = Mn2O3+2NH3+H2O 2021/2/218 1. 1.堿性鋅堿性鋅- -錳干電池錳干電池 總反應(yīng)總反應(yīng): : 負(fù)極負(fù)極( (

5、ZnZn) ): : 正極正極(C)(C): : 缺點(diǎn)缺點(diǎn):多數(shù)只能一次使用多數(shù)只能一次使用,不能充電不能充電;價(jià)格較貴價(jià)格較貴 Zn + 2OH 2e = Zn(OH)2 2MnO2 + 2H2O +2e = 2MnOOH + 2OH Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2 氫氧化氧錳氫氧化氧錳 一、一次電池一、一次電池 2021/2/219 （1）首先）首先,寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式并標(biāo)出變價(jià)。寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式并標(biāo)出變價(jià)。 （2）負(fù)極負(fù)極:還原劑還原劑-ne- =氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物 正極正極:氧化劑氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 （3）要注意電極反應(yīng)產(chǎn)

6、物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生 反應(yīng)。反應(yīng)。例如電解質(zhì)溶液的酸堿性例如電解質(zhì)溶液的酸堿性,適當(dāng)?shù)脑陔姌O方適當(dāng)?shù)脑陔姌O方 程式兩邊添加程式兩邊添加H+、OH、H2O,以遵循以遵循電荷守恒和電荷守恒和 質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒。 （4）燃料電池一般先寫(xiě)總反應(yīng)）燃料電池一般先寫(xiě)總反應(yīng),再寫(xiě)正極反應(yīng)式再寫(xiě)正極反應(yīng)式, 最后相減最后相減 得負(fù)極反應(yīng)式。得負(fù)極反應(yīng)式。 原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)（潑負(fù)失氧）原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)（潑負(fù)失氧） 2021/2/2110 2.干電池干電池(普通鋅錳電池）普通鋅錳電池） 鋅筒鋅筒 石墨棒石墨棒 MnO2和和C NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O

7、等糊狀物等糊狀物 練習(xí)練習(xí):寫(xiě)出鋅錳干電池的電極反應(yīng)方程式。寫(xiě)出鋅錳干電池的電極反應(yīng)方程式。 負(fù)極負(fù)極: 正極正極: 總反應(yīng)總反應(yīng): 通常我們可以通過(guò)干電池的外觀上的哪些變化判斷它已通常我們可以通過(guò)干電池的外觀上的哪些變化判斷它已 經(jīng)不能正常供電了經(jīng)不能正常供電了? _ Zn-2e-=Zn2+ 鋅筒變軟鋅筒變軟,電池表面變得不平整電池表面變得不平整 Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O 2MnO2+2NH4+ 2e- = Mn2O3+2NH3+H2O 2021/2/2111 3. 3.鋅銀鈕扣電池鋅銀鈕扣電池 正極正極( (AgAg2 2O O )

8、 ): :Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH 負(fù)極負(fù)極( ( Zn Zn ) ): :Zn +2OH 2e- =Zn(OH)2 總反應(yīng)總反應(yīng):Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2+ 2Ag 工作原理工作原理: : Zn 2021/2/2112 電池中含有大量的重金屬如電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、鋅、鉛、鎘、 汞、錳汞、錳等。據(jù)專(zhuān)家測(cè)試等。據(jù)專(zhuān)家測(cè)試, ,一節(jié)鈕扣電池能污染一節(jié)鈕扣電池能污染 6060萬(wàn)升水萬(wàn)升水; ;一節(jié)一號(hào)電池爛在地里一節(jié)一號(hào)電池爛在地里, ,能使一平方能使一平方 米的土地失去利用價(jià)值。米的土地失去利用價(jià)值。若將廢舊電池混入生若將廢

9、舊電池混入生 活垃圾一起填埋活垃圾一起填埋, ,滲出的重金屬物質(zhì)就會(huì)滲透滲出的重金屬物質(zhì)就會(huì)滲透 土壤、污染地下水土壤、污染地下水, ,進(jìn)而進(jìn)入魚(yú)類(lèi)、農(nóng)作物等進(jìn)而進(jìn)入魚(yú)類(lèi)、農(nóng)作物等, , 破壞人類(lèi)的生存環(huán)境破壞人類(lèi)的生存環(huán)境, ,間接威脅到人類(lèi)的健康間接威脅到人類(lèi)的健康, , 有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池, ,要及要及 時(shí)回收。時(shí)回收。 廢舊電池的回收利用廢舊電池的回收利用 2021/2/2113 1925年年, 日本氮肥公司在水俁日本氮肥公司在水俁 建廠(chǎng)建廠(chǎng),后又開(kāi)設(shè)了合成醋酸廠(chǎng)后又開(kāi)設(shè)了合成醋酸廠(chǎng),和乙烯和乙烯 (C2H3Cl)制造廠(chǎng)制造廠(chǎng) 。 19

10、56年年,水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種 奇怪的病。這種病癥最初出現(xiàn)在貓奇怪的病。這種病癥最初出現(xiàn)在貓 身上身上, 病貓步態(tài)不穩(wěn)病貓步態(tài)不穩(wěn),抽搐抽搐,甚至跳海甚至跳海 “自殺自殺” , 因此被稱(chēng)為因此被稱(chēng)為“貓舞蹈貓舞蹈 癥癥” 。但是不久之后。但是不久之后, 當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)了當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)了 有人患有這些病癥。有人患有這些病癥?；颊咻p者口齒患者輕者口齒 不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足 麻痹、知覺(jué)出現(xiàn)障礙、手足變形麻痹、知覺(jué)出現(xiàn)障礙、手足變形, 重重 者神經(jīng)失常者神經(jīng)失常,直至死亡。直至死亡。 氯乙烯和醋酸乙烯在制造過(guò)程中要氯乙烯和醋酸乙烯在制造過(guò)程中要 使用含汞

11、（使用含汞（Hg）的催化劑）的催化劑,而廢水中而廢水中 大量的汞未經(jīng)處理直接出去。當(dāng)汞大量的汞未經(jīng)處理直接出去。當(dāng)汞 在水中被水生物食用后在水中被水生物食用后,會(huì)轉(zhuǎn)化成甲會(huì)轉(zhuǎn)化成甲 基汞（基汞（CH3HgCl）。）。這種劇毒物質(zhì)這種劇毒物質(zhì) 只要有挖耳勺的一半大小就可以致只要有挖耳勺的一半大小就可以致 人于死命。人于死命。 2021/2/2114 二二. .充電電池充電電池 鉛蓄電池鉛蓄電池 化學(xué)能化學(xué)能 放電放電 充電充電 電能電能 2021/2/2115 負(fù)極負(fù)極: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 正極正極:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 +

12、2H2O 放電原理放電原理: : 1. 1.鉛蓄電池鉛蓄電池 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- 2PbSO4 + 2H2O 電池總反應(yīng)式：電池總反應(yīng)式： 放電放電 充電充電 放電放電 充電充電 2021/2/2116 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 陽(yáng)極陽(yáng)極: 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 接電源正極接電源正極 PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H+ SO42- Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) 鉛蓄電池的充

13、放電過(guò)程鉛蓄電池的充放電過(guò)程: : 放電放電 充電充電 鉛蓄電池充電原理鉛蓄電池充電原理: 充電原理充電原理: 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2S O4 陰極陰極: 接電源負(fù)極接電源負(fù)極 2021/2/2117 1、鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)放電時(shí)的總反應(yīng) 為為:Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2下下 列有關(guān)該電池的說(shuō)法列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確不正確的是（的是（ ） A.電池的電解液為堿性溶液電池的電解液為堿性溶液,正極為正極為Ni2O3、 負(fù)極為負(fù)極為Fe B. 電池放電時(shí)電池放電時(shí),負(fù)極反

14、應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)為: Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2 C. 電池放電過(guò)程中電池放電過(guò)程中,負(fù)極附近溶液的負(fù)極附近溶液的pH升高升高 D. 電池充電時(shí)電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng)為: 2Ni(OH)2+2OH-2e-= 放電放電 充電充電 鞏固拓展鞏固拓展 C Ni2O3+3H2O 2021/2/2118 負(fù)極負(fù)極: :Cd + 2OH- - 2e- = Cd(OH)2 2. 2. 鎘鎳堿性蓄電池鎘鎳堿性蓄電池 正極正極:2NiO(OH) + 2H2O + 2e- =2Ni(OH)2+ 2OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NiO(OH) + 2H2O + Cd 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2

15、放電放電 充電充電 特點(diǎn)特點(diǎn): :鎘鎳電池是一種新型的封閉式體積小 的充電電池,其壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)。 用途用途: :廣泛用于收音機(jī)、無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)、電子 閃光燈、電動(dòng)剃須刀等。 2021/2/2119 在日本富山平原上一條名叫在日本富山平原上一條名叫“神通川神通川”的河流穿行而過(guò)的河流穿行而過(guò), ,并注入富山灣。它不僅并注入富山灣。它不僅 是居住在河流兩岸人們世世代代的飲用水源是居住在河流兩岸人們世世代代的飲用水源, ,也灌溉著兩岸肥沃的土地也灌溉著兩岸肥沃的土地, ,是日本主要糧食是日本主要糧食 基地的命脈水源。基地的命脈水源。 然而然而, ,誰(shuí)也沒(méi)有想到誰(shuí)也沒(méi)有想到, ,多年后這條命脈水源竟成

16、了多年后這條命脈水源竟成了“奪命奪命”水源。水源。19311931年年, ,這里出現(xiàn)這里出現(xiàn) 了一種怪病了一種怪病, ,患者病癥表現(xiàn)為腰、手、腳等關(guān)節(jié)疼痛。病癥持續(xù)幾年后患者病癥表現(xiàn)為腰、手、腳等關(guān)節(jié)疼痛。病癥持續(xù)幾年后, ,患者全身各部位患者全身各部位 會(huì)發(fā)生神經(jīng)痛、骨痛現(xiàn)象會(huì)發(fā)生神經(jīng)痛、骨痛現(xiàn)象, ,行動(dòng)困難行動(dòng)困難, ,甚至呼吸都會(huì)帶來(lái)難以忍受的痛苦。到了患病后期甚至呼吸都會(huì)帶來(lái)難以忍受的痛苦。到了患病后期, , 患者骨骼軟化、萎縮患者骨骼軟化、萎縮, ,四肢彎曲四肢彎曲, ,脊柱變形脊柱變形, ,骨質(zhì)松脆骨質(zhì)松脆, ,就連咳嗽都能引起骨折?；颊卟荒芫瓦B咳嗽都能引起骨折?；颊卟荒?進(jìn)食進(jìn)

17、食, ,疼痛無(wú)比疼痛無(wú)比, ,常常大叫常常大叫“痛死了痛死了! !”有人甚至因無(wú)法忍受痛苦而自殺。這種病由此得有人甚至因無(wú)法忍受痛苦而自殺。這種病由此得 名為名為“骨癌病骨癌病”或或“痛痛病痛痛病” 。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn),“,“痛痛病痛痛病”是由神通川上游的神岡是由神通川上游的神岡 礦山廢水引起的鎘礦山廢水引起的鎘(Cd(Cd) )中毒。中毒。 2021/2/2120 3. 3. 鋰離子電池鋰離子電池 負(fù)極負(fù)極(Li ) :Li-e-Li 正極正極(MnO2) :MnO2Li e-LiMnO2 電極總反應(yīng)電極總反應(yīng)式式:LiMnO2LiMnO2 放電原理放電原理: : 特點(diǎn)特點(diǎn)

18、:壽命長(zhǎng)、高能電池、電壓高、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、高能電池、電壓高、質(zhì)量輕、容量容量 大大、貯存時(shí)間長(zhǎng)等、貯存時(shí)間長(zhǎng)等,是新一代可充電的是新一代可充電的綠色電池綠色電池, 但但電解液中不能有水。電解液中不能有水。 用途用途:電腦、手表、心臟起搏器等。電腦、手表、心臟起搏器等。 2021/2/2121 2、Li-Al/FeS電池是一種正在開(kāi)發(fā)的車(chē)載電池電池是一種正在開(kāi)發(fā)的車(chē)載電池, 該電池中正極的電極反應(yīng)式為該電池中正極的電極反應(yīng)式為: 2Li+FeS+2e- Li2S+Fe 有關(guān)該電池的下列中有關(guān)該電池的下列中,正確的是（正確的是（ ） A.Li-Al在電池中作為負(fù)極材料在電池中作為負(fù)極材料,該材料

19、中該材料中Li的化的化 合價(jià)為合價(jià)為+1價(jià)價(jià) B.該電池的電池反應(yīng)式為該電池的電池反應(yīng)式為:2Li+FeSLi2S+Fe C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Al-3e-=Al3+ D.充電時(shí)充電時(shí),陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為: Li2S +Fe -2e- = 2Li+ + FeS B 2021/2/2122 三三. 燃料電池燃料電池: 燃料電池燃料電池是利用是利用氫氣、天然氣、甲醇?xì)錃狻⑻烊粴?、甲?等燃料與等燃料與氧氣或空氣氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放 出來(lái)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。出來(lái)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。 目前目前燃

20、料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%80%, ,約為約為 火力發(fā)電的火力發(fā)電的2 2倍倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的 廢熱太多。燃料電池的廢熱太多。燃料電池的噪聲噪聲及硫氧化物、氮及硫氧化物、氮 氧化物等氧化物等廢氣污染都接近零廢氣污染都接近零; ;燃料電池發(fā)明于燃料電池發(fā)明于 1919世紀(jì)世紀(jì)3030年代末年代末, ,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn), ,到到2020世世 紀(jì)紀(jì)6060年代才開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。年代才開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。 2021/2/2123 三、燃料電池三、燃料電池 2021/2/2124 1 1、氫氧燃料電池、氫氧燃料電池 電解質(zhì)

21、電解質(zhì)電池反應(yīng)電池反應(yīng): 酸性酸性 負(fù)極負(fù)極 正極正極 堿性堿性 負(fù)極負(fù)極 正極正極 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 + = 2H2O 2021/2/2125 2 2、固體氫氧燃料電池、固體氫氧燃料電池 介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)電池反應(yīng): 2H2 +O2 = 2H2O 負(fù)負(fù) 極極 正正 極極 負(fù)負(fù) 極極 正正 極極 2H2 - 4e- +2O2 = 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2021

22、/2/2126 寫(xiě)出電極總反應(yīng)式寫(xiě)出電極總反應(yīng)式 a.a.酸性介質(zhì)酸性介質(zhì): : O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O b. 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì): O2 + 4H2O + 4e- = 4OH- 根據(jù)電解質(zhì)溶液的不同根據(jù)電解質(zhì)溶液的不同,寫(xiě)出正極反應(yīng)式寫(xiě)出正極反應(yīng)式 燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) c.c.熔融氧化物熔融氧化物: :O2 + 4e-= 2O2 負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式 = 總反應(yīng)總反應(yīng) 正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式 2021/2/2127 （1 1）將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后）將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后, ,相加得相加得 到總反應(yīng)到總反應(yīng), ,總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得

23、到另一總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一 極反應(yīng)極反應(yīng); ; （2 2）溶液中不存在）溶液中不存在OO2- 2-: :在酸性溶液中 在酸性溶液中它與它與 H H 結(jié)合成 結(jié)合成H H2 2OO、在堿性或中性溶中、在堿性或中性溶中它與它與 H H2 2OO結(jié)合成結(jié)合成OHOH ; ; （3 3）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子 所得還原產(chǎn)物所得還原產(chǎn)物, ,與溶液的酸堿性有關(guān)（如與溶液的酸堿性有關(guān)（如4 4 價(jià)的價(jià)的C C在在酸性溶液中以酸性溶液中以COCO2 2形式存在形式存在, ,在在堿性堿性 溶液中以溶液中以COCO3 32- 2-形式存在）。 形式存在）。

24、 3.書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式應(yīng)注意書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式應(yīng)注意: 2021/2/2128 （電解質(zhì)溶液為（電解質(zhì)溶液為硫酸硫酸溶液）溶液） 正極正極: 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O 負(fù)極負(fù)極: CH4 - 8e- +2H2O = CO2 + 8H+ + 總反應(yīng)總反應(yīng):CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 3 3、甲烷燃料電池、甲烷燃料電池 （電解質(zhì)溶液為（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀氫氧化鉀溶液）溶液） 正極正極: : 2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH- 負(fù)極負(fù)極: CH4 + 10OH- -8e- = CO32- + 7H2O 總反應(yīng)總反應(yīng):CH4 + 2O2 + 2OH

25、- = CO32- + 3H2O 2021/2/2129 4. 4.甲醇燃料電池甲醇燃料電池 負(fù)極負(fù)極:2CH3OH -12e- +16 OH- =2CO32- + 12 H2O （電（電 子得失守恒）子得失守恒） 用導(dǎo)線(xiàn)相連的兩個(gè)鉑電極插入用導(dǎo)線(xiàn)相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中溶液中, 然后分別向負(fù)極通入甲醇然后分別向負(fù)極通入甲醇,正極通入氧氣正極通入氧氣,形成形成 燃料電池燃料電池 總反應(yīng)總反應(yīng):2CH3OH + 3O2 + 4OH- =2CO32- + 6H2O 正極正極:3O2 + 12 e- + 6H2O = 12OH- （電解質(zhì)溶液為（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀氫氧化鉀溶液）溶液） 20

26、21/2/2130 （電解質(zhì)溶液為（電解質(zhì)溶液為硫酸硫酸溶液）溶液） 負(fù)極負(fù)極:2CH3OH - 12e- + 2 H2O =CO2 + 12H+ （電子得失守恒）（電子得失守恒） 用導(dǎo)線(xiàn)相連的兩個(gè)鉑電極插入用導(dǎo)線(xiàn)相連的兩個(gè)鉑電極插入硫酸硫酸溶液中溶液中, 然后分別向負(fù)極通入甲醇然后分別向負(fù)極通入甲醇,正極通入氧氣正極通入氧氣,形成形成 燃料電池燃料電池 總反應(yīng)總反應(yīng):2CH3OH + 3O2 =2CO2 + 4H2O 正極正極:3O2 +12 e- + 12H+ =6 H2O 4. 4.甲醇燃料電池甲醇燃料電池 2021/2/2131 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率。熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)

27、電效率。 例例:可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解的熔融鹽混合物作電解 質(zhì)質(zhì),CO為負(fù)極氣體為負(fù)極氣體,空氣與空氣與CO2的混合氣體為正極氣的混合氣體為正極氣 體體,制得在制得在650攝氏度下工作的燃料電池。求攝氏度下工作的燃料電池。求:負(fù)極反負(fù)極反 應(yīng)式和總反應(yīng)式應(yīng)式和總反應(yīng)式 5.熔融碳酸鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池 負(fù)極負(fù)極: CO + CO32 2e2CO2 電池總反應(yīng)電池總反應(yīng): 2CO+O22CO2 正極正極: 2CO2 + O2+4e2CO32 2021/2/2132 2、一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè) 儀儀,負(fù)

28、極上的反應(yīng)為負(fù)極上的反應(yīng)為 CH3CH2OH4e +H2O=CH3COOH+4H。 。 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ） A .檢測(cè)時(shí)檢測(cè)時(shí),電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)溶液中的H 向負(fù)極移動(dòng) 向負(fù)極移動(dòng) B .若有若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗 4.48L氧氣氧氣 C .電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為: CH3CH2OH +O2=CH3COOH+H2O D .正極上發(fā)生的反應(yīng)是正極上發(fā)生的反應(yīng)是:O2+4e +2H2O=4OH 鞏固拓展鞏固拓展 C 2021/2/2133 3、研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種、研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水水”

29、電池電池,這種電池這種電池 能利用淡水與能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電,在海在海 水中電池總反應(yīng)可表示為水中電池總反應(yīng)可表示為:5MnO22Ag 2NaCl=Na2Mn5O102AgCl,下列下列“水水” 電池在海電池在海 水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式:AgCl e =AgCl B.每生成每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移2 mol電電 子子 C.Na 不斷向 不斷向“水水”電池的負(fù)極移動(dòng)電池的負(fù)極移動(dòng) D. AgCl是還原產(chǎn)物是還原產(chǎn)物 B 2021/2/2134 4、鋁電池性能優(yōu)越、鋁電池性能優(yōu)越,Al-AgO電池可用作水下電池可用作水下動(dòng)動(dòng) 力電源力電源, 其原理如右下圖所示。該電池反應(yīng)的方程式為其原理如右下圖所示。該電池反應(yīng)的方程式為: 負(fù)極負(fù)極: 正極正極: 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 3AgO+6e-+3H2O=3Ag+6OH- 2Al+3AgO+2OH-=3Ag+H2O+2AlO2- , 2021/2/2135 鉛蓄電池鉛蓄電池 鋰離子電池鋰離子電池 鎳鎘電池鎳鎘電池 堿性鋅錳電池堿性