第二節(jié)化學電源

1、大慶市第六十中學大慶市第六十中學 趙興杰趙興杰 形形色色的電池形形色色的電池 A A CuZn 稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液 CH4 O2 2 H2Oa極極 b極極用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池用于用于“神六神六”的太陽能電的太陽能電池池筆記本電腦專用電池筆記本電腦專用電池手機專用電池手機專用電池攝像機專用電池攝像機專用電池各式各樣的紐扣電各式各樣的紐扣電池池化學電池化學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等氫氧燃料電池等鋰離子電池鋰離子電池銀鋅蓄電池銀鋅蓄電池普通普通鋅錳鋅錳干電池干

2、電池鋅銀紐扣電池鋅銀紐扣電池化學電池的分類化學電池的分類普通鋅錳電池普通鋅錳電池堿性電池堿性電池 鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅普通鋅- -錳干電池的結(jié)構(gòu)錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等1、普通干電池普通干電池負極負極正極正極422),(Zn NH ClZnCl MnO C2222222MnOHOeMnOOHOH電池反應：電池反應：24322222()ZnMnONH ClMnOOHZn NHCl氫氧化氧錳氫氧化氧錳（Zn）：）：Zn 2e- = Zn2+（MnO2和和C）：）：優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。 缺點：放電時間短，電壓下降快。缺

3、點：放電時間短，電壓下降快。2、堿性鋅、堿性鋅-錳干電池錳干電池電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOH負極：負極：ZnZnZn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正極：正極：MnOMnO2 22MnO2+2H2O+2e- = 2MnOOH+2OH-缺點：缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴優(yōu)點：優(yōu)點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流 和連續(xù)放電和連續(xù)放電電池反應：電池反應：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2單位質(zhì)量的電極材單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小料放出電能的大小可充電電池也稱為可充電電

4、池也稱為_電池，電池，可以反復可以反復_電和電和_電，電，是電池發(fā)展的一個重要方向。是電池發(fā)展的一個重要方向。二次二次放放充充鉛蓄電池鉛蓄電池鋰電池鋰電池 放電過程放電過程負極：負極：氧化反應氧化反應 Pb+SO42-2e-=PbSO4正極：正極：還原反應還原反應 PbO2+4H+SO42-+2e-=2PbSO4 +2H2O放電過程總反應：放電過程總反應： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 充電過程充電過程陰極陰極( (接電源負極接電源負極) )：還原反應還原反應 PbSO4+2e-=Pb+SO42-陽極陽極( (接電源正極接電源正極) )：氧化反應氧化反應 2PbSO4+

5、2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-充電過程總反應：充電過程總反應： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程鉛蓄電池的充放電過程：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電放電充電充電 鉛蓄電池鉛蓄電池用途：用途：優(yōu)點：優(yōu)點：主要缺點：主要缺點：電動自行車、汽車、發(fā)電站等都要用到它電動自行車、汽車、發(fā)電站等都要用到它可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉安全可靠、價格低廉比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境 燃料電池燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧是一種連續(xù)地將燃料和氧

6、化劑的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學化劑的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學電池。（氫氣、電池。（氫氣、烴、肼、甲醇、氨、烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池煤氣燃料電池） 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 酸性電解質(zhì)：酸性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)負極負極: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正極正極: O2+2H2O+4e-=4OH-總反應總反應: 2H2+O2=2H2O負極：負極： 2H2-4e-=4H+正極：正極： O2+4H+4e-=2H2O總反應：總反應：2H2+O2=2H2O書寫電極反應式應注意：書寫電極反應式應注意：2 2負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原

7、產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如4價的價的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，在形式存在，在堿性溶液中堿性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；1 1將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；應；3 3溶液中不存在溶液中不存在O2：在酸性溶液中它與：在酸性溶液中它與H結(jié)結(jié)合成合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH；小結(jié)小結(jié) 練習練習1: 堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，堿性電池具有容量大、放

8、電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅因而得到廣泛應用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應式為：為電解液，電流總反應式為：Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列說法錯誤的是下列說法錯誤的是 （ ）A 電池工作時，鋅失去電子電池工作時，鋅失去電子B 電池正極電極反應式為：電池正極電極反應式為： 2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D 外電路中每通過外電路中每通過0 2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減電子，鋅的質(zhì)量

9、理論上減小小6 5 g C C練習練習2 2：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應都可以表示為和堿式兩種，它們放電時的總反應都可以表示為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負極反，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負極反應可表示為應可表示為2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ + ，則其正極反應式，則其正極反應式為為 。堿式電池的電解質(zhì)是堿，。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應式為其正極反應式為O O2 2+2H+2H2 2O+4