人教版選修四原電池Ppt

1、普通高中課程標準實驗教科書化學選修普通高中課程標準實驗教科書化學選修4第一節(jié)第一節(jié)原電池原電池第四章第四章電化學基礎(chǔ)電化學基礎(chǔ)一、知識回顧一、知識回顧例、如右圖所示，組成的原電池：例、如右圖所示，組成的原電池：（1）當電解質(zhì)溶液為?。┊旊娊赓|(zhì)溶液為稀H2SO4時：時：Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負負”）極，）極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)，該反應(yīng)是是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反，下同）反應(yīng)；應(yīng)；Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)。（2）當電解質(zhì)溶液為）當電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時：溶液時： Z

2、n電極電極是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)該反應(yīng)_反應(yīng)反應(yīng).負負Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2還原還原負負Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu還原還原CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+Zn2e- = Zn2+2H+2e-=H2總反應(yīng)式總反應(yīng)式: :Zn+2H+= Zn2+H2正正氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)現(xiàn)象：現(xiàn)象：鋅棒溶解，銅棒上鋅棒溶解，銅棒上有氣泡有氣泡ACuZn- - -Zn2+H+H+負極負極

3、正極正極陽離子陽離子陰離子陰離子正極正極負極負極SO42-4.原電池工作原理原電池工作原理Ae-CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFnZnZ4OS2HGuC4OS2H下列哪幾個裝置能形成原電池？下列哪幾個裝置能形成原電池？HVXVVXXXV思考與練習思考與練習理論上應(yīng)看到只在銅片理論上應(yīng)看到只在銅片上有金屬析出，實際上鋅上有金屬析出，實際上鋅片上也有金屬產(chǎn)生，這是片上也有金屬產(chǎn)生，這是什么原因?qū)е碌哪?？什么原因?qū)е碌哪?？最終又會造成什么后果？最終又會造成什么后果？怎樣避免和克服呢？怎樣避免和克服呢？ACuSO4鋅片

4、鋅片 銅片銅片想一想想一想思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn)思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn) 定的電流？定的電流？分析：分析： 由于鋅片與硫酸銅由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片溶液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進一步加速銅了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。有電流產(chǎn)生。CuZnACuSO4【交流【交流 研討一】研討一】讓鋅片與硫酸銅讓鋅片與硫酸銅不直接接觸不直接接觸ZnSO4溶液溶液 Cu

5、SO4溶液溶液ZnCuA？改進改進如何改進原電池裝置？如何改進原電池裝置？硫酸銅硫酸銅 CuZnAu鹽橋：在鹽橋：在U U型管中裝滿用飽和型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂作成的凍膠。溶液和瓊脂作成的凍膠。二、雙液原電池二、雙液原電池1.實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象：有鹽橋存在時電流計指有鹽橋存在時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。取出鹽橋，通過電路。取出鹽橋，電流計指針即回到零點，電流計指針即回到零點，說明沒有電流通過。說明沒有電流通過。2.工作原理：工作原理：負極（鋅片）：負極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： C

6、u2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學方程式總化學方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 二、雙液原電池二、雙液原電池思考：思考：改進后的裝改進后的裝置為什么能夠持續(xù)、置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是鹽橋在此的作用是什么？什么？解析：解析：使使Cl-向鋅鹽方向移動，向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，向銅鹽方向移動，使使Zn鹽和鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從電子不斷從Zn極流向極流向Cu極。極。（1）使整個裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸）使整個裝置構(gòu)成

7、通路，代替兩溶液直接接觸（2）可使連接的兩溶液保持電中性）可使連接的兩溶液保持電中性3.鹽橋的作用：鹽橋的作用：設(shè)計中需要關(guān)注的問題：設(shè)計中需要關(guān)注的問題：u1 1、有一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)、有一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)u2 2、要有電極材料、要有電極材料u3 3、電解質(zhì)溶液、電解質(zhì)溶液u4 4、組成閉合回路、組成閉合回路u5 5、裝置、裝置三、原電池的設(shè)計三、原電池的設(shè)計設(shè)計雙液原電池的思路：u還原劑和氧化產(chǎn)物為還原劑和氧化產(chǎn)物為負極負極的的半電池半電池u氧化劑和還原產(chǎn)物為氧化劑和還原產(chǎn)物為正極正極的的半電池半電池Zn+2Ag+=Zn2+2Agu根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料根據(jù)電極反應(yīng)

8、確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液和電解質(zhì)溶液u外電路外電路用導(dǎo)線連通，可以接用電器用導(dǎo)線連通，可以接用電器u內(nèi)電路內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過并通過鹽橋鹽橋溝通內(nèi)電路溝通內(nèi)電路 練習：練習： 利用利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu設(shè)計一個設(shè)計一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。負極負極：Fe 2e- =Fe2+ 正極：正極：Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4四、原電池正負極判斷四、原電池正負極判斷1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷一般一般 負極負極 的金

9、屬的金屬 正極正極 的金屬的金屬或或 導(dǎo)體，以及某些金屬氧化物導(dǎo)體，以及某些金屬氧化物可以理解成：可以理解成： 與電解質(zhì)溶液反應(yīng)與電解質(zhì)溶液反應(yīng) 練習：練習：Mg-Al-HMg-Al-H2 2SOSO4 4中中 是正極，是正極， 是負極是負極 Mg-Al-NaOHMg-Al-NaOH中中 是正極是正極 是負極是負極活潑性強活潑性強活潑性弱活潑性弱非金屬非金屬負極負極1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷2.2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 電子由電子由 流出，流入流出，流入 ； 電流由電流由 流出，流入流出，流入 。負極負極正極正極正極正極

10、負極負極四、原電池正負極判斷四、原電池正負極判斷1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷2.2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 3.3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷 負極負極 電子，發(fā)生電子，發(fā)生 反應(yīng)反應(yīng) 正極正極 電子，發(fā)生電子，發(fā)生 反應(yīng)反應(yīng) 失失得得氧化氧化還原還原四、原電池正負極判斷四、原電池正負極判斷1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷2.2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 3.3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷 4.4.根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷根據(jù)

11、電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 陰離子向陰離子向 極移動（負極帶正電荷）極移動（負極帶正電荷） 陽離子向陽離子向 極移動（正極帶負電荷）極移動（正極帶負電荷） 負負正正四、原電池正負極判斷四、原電池正負極判斷1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷2.2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 3.3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷 4.4.根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 5.5.根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷 負極負極 ； 正極正極 ；犧牲、溶解犧牲、溶解增重、氣泡增重、氣泡四、原電池正負極判斷四、原電

12、池正負極判斷1.1.由組成原電池的電極材料判斷由組成原電池的電極材料判斷2.2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 3.3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷 4.4.根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 5.5.根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷 6.6.燃料電池中燃料電池中 燃料在燃料在 反應(yīng)反應(yīng) 氧化劑在氧化劑在 反應(yīng)反應(yīng) 負極負極正極正極四、原電池正負極判斷四、原電池正負極判斷1.判斷金屬的活動性判斷金屬的活動性原電池的負極為較活潑的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)。原電池的負極為較活潑的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)。 把把A、B、C、D四塊金屬泡

13、在稀四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若若A、B相連時，相連時，A為負極；為負極；C、D相連，相連，D上上有氣泡逸出；有氣泡逸出；A、C相連時相連時A極減輕；極減輕；B、D相相連，連，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為到小排列為。ACDB五、原電池原理的應(yīng)用五、原電池原理的應(yīng)用2.改變化學反應(yīng)速率改變化學反應(yīng)速率（1 1）加快反應(yīng)速率）加快反應(yīng)速率實驗室制取氫氣，用鋅與稀硫酸反應(yīng)。實驗室制取氫氣，用鋅與稀硫酸反應(yīng)。鋅用純鋅好，還是用粗鋅好（雜質(zhì)為鋅用純鋅好，還是用粗鋅好（雜質(zhì)為碳）？

14、碳）？ 為什么？如果只有純鋅、稀硫酸為什么？如果只有純鋅、稀硫酸和硫酸銅，怎么辦？和硫酸銅，怎么辦？馬口鐵和白鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣馬口鐵和白鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣中，誰被腐蝕的速度快？中，誰被腐蝕的速度快？（2 2）減緩反應(yīng)速率）減緩反應(yīng)速率- -金屬的電化防腐金屬的電化防腐3.鋼鐵的電化腐蝕鋼鐵的電化腐蝕4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3 nH2O（鐵銹）（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件水膜呈酸性。水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。水膜呈中性或酸性很弱

15、。CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3- 電極反應(yīng)電極反應(yīng)負極負極Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極正極C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng)總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系 練練1.（07海南）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：海南）依據(jù)氧化還原反應(yīng)： 2Ag+（aq） + Cu（s） = Cu2+（aq） + 2Ag（s） 設(shè)計的原電池如圖所示。設(shè)計的原電池如圖所示。 請回答下列問題：請回答下列問題：（1）電極）電極X的材料是的材料是 ；電解質(zhì)溶液；電

16、解質(zhì)溶液Y是是 ；（2）銀電極為電池的）銀電極為電池的 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ； X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；（3）外電路中的電子是從）外電路中的電子是從 電極流向電極流向 電極。電極。CuAgNO3溶液溶液2Ag+ 2e- = 2AgCu- 2e- = Cu2+CuAg正正練習練習2.（08廣東卷）用銅片、銀片、廣東卷）用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的的U型管）型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在

17、外電路中，電流由銅電極流向銀電極在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為：Ag+e- =Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)與該原電池溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同反應(yīng)相同 A B C DC練習練習3 如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是可觀察到的現(xiàn)象是( )A. 鐵圈和銀圈左右搖

18、擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B. 保持平衡狀態(tài)保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜 D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜D練習練習4、市場上出售的市場上出售的“熱敷袋熱敷袋”其主要成分是其主要成分是鐵屑、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等，熱敷鐵屑、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等，熱敷袋啟用之前用塑料袋密封使其與空氣隔絕，啟袋啟用之前用塑料袋密封使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量，使用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量，使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量的鐵銹存在，請回答下用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量的鐵銹存在，請回答下列問題：列問題：（1 1

19、）熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？）熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？（2 2）碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什）碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？么作用？（3 3）試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學方程式。）試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學方程式。（1）利用鐵被氧氣氧化時放熱反應(yīng)所放出的）利用鐵被氧氣氧化時放熱反應(yīng)所放出的熱量。熱量。 （2）碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液）碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉溶一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。于水，形成了電解質(zhì)溶液。 （3）負極：）負極：2Fe - 4e- = 2 Fe

20、2+，正極：正極：O2+2H2O +4e- = 4OH-，總反應(yīng)方程式是：總反應(yīng)方程式是： 2Fe+ 2H2O + O2 =2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 =4 Fe(OH)3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第二節(jié)第二節(jié) 化學電源化學電源用途廣泛的電池用于用于“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小型高性能小型高性能燃料電池燃料電池 閱讀課文閱讀課文P74頁并回答問題：頁并回答問題：1 1、化學電池與其它能源相比有哪些優(yōu)

21、點？、化學電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點？能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便，易大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便，易于維護，并可在各種環(huán)境下工作于維護，并可在各種環(huán)境下工作比能量比能量 單位：單位：(wh/kg)(wh/kg)，(wh/L)(wh/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少的多少比功率比功率單位單位：（：（W/kgW/kg，W/L)W/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小的大小.

22、電池的可儲存時間的長短電池的可儲存時間的長短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質(zhì)量好。功率大、儲存時間長的電池，其質(zhì)量好。2 2、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？化化學學電電池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氫氣、甲醇、天氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池氣組成燃料電池鉛蓄電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鎳鎘電池鋰離子電池鋰離子電池普通干電池普通干電池堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池鋅銀紐扣電池 電池中的反應(yīng)物質(zhì)電池中的反應(yīng)物質(zhì)進行一次

23、氧化還原反應(yīng)并放進行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用。電之后，就不能再次利用。 又稱充電電池或蓄又稱充電電池或蓄電池。放電后經(jīng)充電可使電電池。放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用。使用。 是一種連續(xù)地將燃是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學電源，又稱化成電能的化學電源，又稱連續(xù)電池。連續(xù)電池。3 3、目前化學電池主要分哪幾大類？、目前化學電池主要分哪幾大類？1.堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池負極負極-Zn-Zn正極正極MnOMnO2 2電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：電解質(zhì)

24、：電解質(zhì)：KOHZn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考該電池的正負極材料和電解質(zhì)？該電池的正負極材料和電解質(zhì)？堿性鋅錳電池的優(yōu)點堿性鋅錳電池的優(yōu)點： 電流穩(wěn)定，放電容量、時間比電流穩(wěn)定，放電容量、時間比干電池增大幾倍，不會氣漲或干電池增大幾倍，不會氣漲或漏液。漏液。( (一一) )一次電池一次電池2、銀、銀-鋅電池鋅電池負極：負極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2 Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH- Ag2O +

25、 Zn +H2O =Zn(OH)2 + 2AgZnAg2O電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOH3. 鋰電池鋰電池 LiMnO2非水電解質(zhì)電池非水電解質(zhì)電池 ： 負極負極Li 正極正極MnO2 電解質(zhì)電解質(zhì)LiClO4 + 混合有機溶劑（碳酸丙烯混合有機溶劑（碳酸丙烯脂脂+二甲氧基乙烷）二甲氧基乙烷）電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 負極負極 Li e- = Li+ 正極正極 MnO2 + Li+ + e- = LiMnO2 總反應(yīng)總反應(yīng) Li + MnO2 = LiMnO24.鉛蓄電池鉛蓄電池1)正負極材料正負極材料正極：正極：PbO2負極：負極：Pb2)工作機制工作機制電解質(zhì)：電解質(zhì)：H2SO4溶液溶液鉛蓄電池為典型

26、的可充電電池，其電極反應(yīng)分為鉛蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個過程放電和充電兩個過程( (二二) )二次電池二次電池放電過程總反應(yīng)：放電過程總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)正極：正極：PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s) +2H2O(l) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng)負極：負極：放電過程放電過程鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程逆過程3)優(yōu)缺點簡析優(yōu)缺點

27、簡析缺點：缺點：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)境優(yōu)點：優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉價格低廉其它二次電池其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池離子蓄電池大有發(fā)展前景的燃料電池大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池燃料電池是利用是利用氫氣、天然氣、甲醇氫氣、天然氣、甲醇等燃等燃料與料與氧氣或空氣氧氣或空氣進行電化學反應(yīng)時釋放出來的進行電化學反應(yīng)時釋放出來的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃燃料電池

28、的能量轉(zhuǎn)化率可達近料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達近80%80%，約為火力發(fā)，約為火力發(fā)電的電的2 2倍倍。這是因為火力發(fā)電中放出的廢熱太。這是因為火力發(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的多。燃料電池的噪聲噪聲及硫氧化物、氮氧化物等及硫氧化物、氮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世紀世紀3030年代末，經(jīng)反復(fù)試驗、改進，到年代末，經(jīng)反復(fù)試驗、改進，到2020世紀世紀6060年代年代才開始進入實用階段。才開始進入實用階段。( (三三) )燃料電池燃料電池電解液電解液 H2O氫氧燃料電池氫氧燃料電池2e-2e-氫氣氫氣氧氣氧氣H+ OH-A 負極負極 正極正極O2H

29、2H2O5、氫氧燃料電池、氫氧燃料電池負極負極H H2 2：正極正極O O2 2：總反應(yīng)：總反應(yīng)：O O2+2+2H2 =2H2O2H2+4OH- -4e- =4H2O O2+2H2O +4e- =4OH- 堿性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)： KOH氫氧燃料電池氫氧燃料電池介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性負極負極正極正極中性中性負極負極 正極正極堿性堿性負極負極正極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O

30、 + 4e-= 4OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：CH4+2O2 = CO2+2H2O正極：正極：2O2 + 8H+ + 8e = 4H2O負極：負極：CH4+ 2H2O - 8e = CO2+8H+6、甲烷燃料電池、甲烷燃料電池酸性條件酸性條件 總反應(yīng)：總反應(yīng)：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O正極：正極：2O2+4H2O+8e = 8OH-負極：負極：CH4+10OH-8e = CO32-+7H2O6、甲烷燃料電池、甲烷燃料電池堿性條件堿性條件 3 O2+12H+12e = 6H2O 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2CH3OH+3O2 = 2CO2+4H2O2CH3OH + 2H2O-12 e

31、 = 2CO2+ 12H+酸性條件酸性條件 負極負極正極正極 7、甲醇燃料電池、甲醇燃料電池2CH3OH + 4OH- + 3O2 = 2CO3 2 - + 6H2O3O2+6H2O+12e = 12OH-2CH3OH +16OH- - 12e = 2CO32- + 12H2O負極負極正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)堿性條件堿性條件 7、甲醇燃料電池、甲醇燃料電池再寫正極再寫正極 反應(yīng)：反應(yīng)：O22H2O4e-4OH- 酸性酸性 先寫總反應(yīng)：先寫總反應(yīng)：燃料在氧氣中的燃燒燃料在氧氣中的燃燒燃料電池的電極反應(yīng)的書寫燃料電池的電極反應(yīng)的書寫若有若有CO2生成，且電解質(zhì)為強堿時，生成，且電解質(zhì)為強堿時，考慮考慮

32、CO2+2OH- =CO32- +H2OO24H+4e- 2H2O 堿性堿性 最后寫負極反應(yīng)：最后寫負極反應(yīng)：總反應(yīng)減去正極反應(yīng)總反應(yīng)減去正極反應(yīng)燃料電池的電極反應(yīng)的書寫燃料電池的電極反應(yīng)的書寫 堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H H+ + 酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OHOH 中性溶液反應(yīng)物中無中性溶液反應(yīng)物中無H H+ +和和OHOH燃料電池的規(guī)律燃料電池的規(guī)律燃料做負極，助燃劑氧氣為正極燃料做負極，助燃劑氧氣為正極電極材料一般不參加化學反應(yīng)，只電極材料一般不參加化學反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。起傳導(dǎo)電子的作用。能量轉(zhuǎn)化率高能量轉(zhuǎn)化率高(超

33、過超過80%)，普通的，普通的只有只有30%，有利于節(jié)約能源。，有利于節(jié)約能源。燃料電池與前幾種電池的差別：燃料電池與前幾種電池的差別：氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出；反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出； 優(yōu)點：優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使用，能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使用，對環(huán)境友好對環(huán)境友好 用途：用途：宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1 1電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆拆”、“平平”）；）；3 3負極失電子所得

34、氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如4 4價的價的C C在在酸酸性溶液中性溶液中以以COCO2 2形式存在，在形式存在，在堿性溶液中堿性溶液中以以COCO3 32-2-形形式存在）；式存在）；2 2將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；減減 少少 污污 染染節(jié)節(jié) 約約 資資 源源1、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)電效率,因而因而受到重視受到重視.可用可用L

35、i2CO3和和Na2CO3的熔融鹽混的熔融鹽混合物用作電解質(zhì)合物用作電解質(zhì),CO為陽極燃氣為陽極燃氣,空氣與空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣的混合氣為陰極助燃氣,制得在制得在6500下工下工作的燃料電池作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式完成有關(guān)的電池反應(yīng)式: 負極反應(yīng)式負極反應(yīng)式: , 正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e=2CO32- 總電池反應(yīng)總電池反應(yīng) 式式: .2CO + 2CO32- - 4e- = 4CO22CO+O2=2CO22 2、一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入、一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（

36、Y Y2 2O O3 3）的氧化）的氧化鋯（鋯（ZrOZrO2 2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O O2 2。下列。下列對該燃料說法正確的是（對該燃料說法正確的是（ ）A A、在熔融電解質(zhì)中，、在熔融電解質(zhì)中，O O2-2-由負極移向正極由負極移向正極B B、電池的總反應(yīng)是：、電池的總反應(yīng)是：2C2C4 4H H1010 + 13O + 13O2 2 = 8CO = 8CO2 2 + + 10H10H2 2O OC C、通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：、通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O O2 2+4e+4e- - = 2O= 2O2-2-D D、通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：、通入丁烷的