第二課時 發(fā)展中的化學電源(實用)

1、原電池正、負極的判斷方法原電池正、負極的判斷方法 結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應：結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應：Fe Fe + Cu+ Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+設計成一個原電池。設計成一個原電池。1 1、電解液：、電解液： 硫酸銅、氯化銅、硝硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液酸銅等可溶性銅鹽溶液 2 2、電極材料：、電極材料： 負極：鐵，負極：鐵， 正極：銅、石墨或比正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬鐵不活潑的其他金屬1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負極，負極 。3、電極反應式電極反應式 ：負極負極: .

2、正極正極: . Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 請在圖上標出電子的流動方向和電流方向請在圖上標出電子的流動方向和電流方向, 并判斷正負極，寫出電極反應式和總反應式并判斷正負極，寫出電極反應式和總反應式. H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu負極負極( ): .正極正極( ): .總反應式總反應式: .負極負極( ): .正極正極( ): .總反應式總反應式: . AgFeZn Zn2e - = Zn2+ Cu Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + CuFe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 F

3、e+2H+ = Fe 2+ +H2 Ie-e-I二、發(fā)展中的化學電源二、發(fā)展中的化學電源 發(fā)展中的化學電源化學電池化學電池一次性電池：如干電池一次性電池：如干電池二次電池（可充電電池）：鉛蓄二次電池（可充電電池）：鉛蓄電池等電池等燃料電池：氫氧燃料電池燃料電池：氫氧燃料電池1 1、干電池、干電池 二、發(fā)展中的化學電源二、發(fā)展中的化學電源 ：放電之后不能充電（內(nèi)部的氧：放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應不可逆）化還原反應不可逆） 一次電池一次電池 鋅錳干電池鋅錳干電池 酸性鋅錳干電池酸性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池負極：負極：ZnZn2e2eZnZn2 2 正極：正極： 2NH2NH

4、4 42e2e2NH2NH3 3H H2 2 總反應：總反應： 2NH2NH4 4 ZnZn ZnZn2 2 2NH2NH3 3H H2 2 MnOMnO2 2為為H H2 2吸收劑吸收劑 酸性鋅錳干電池酸性鋅錳干電池總反應：總反應：2MnO22H2OZnZn(OH)22MnOOH 堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池 負極是負極是Zn、正極是、正極是MnO2 、電解質(zhì)是、電解質(zhì)是KOH 正極：正極：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH 負極：負極：Zn2OH2eZn(OH)2 2 2、充電電池：、充電電池：二次電池二次電池能量：能量： 化學能化學能電能電能 放電放電 充電充電 蓄電池放電過程工作

5、原理蓄電池放電過程工作原理正極：正極：PbO2 PbO2 2e SO424H PbSO4 2H2O 負極：負極：Pb Pb2eSO42 PbSO4 總反應：總反應： Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O （難溶于水）（難溶于水）2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4放電放電充電充電放電過程為化學電池！放電過程為化學電池！鎳鎘充電電池鎳鎘充電電池密封、體積小、壽命長。密封、體積小、壽命長。鎘（鎘（Cd）作負極，作負極，NiO（OH）作正極。）作正極。以以KOH作電解質(zhì)作電解質(zhì)。但鎘有毒。但鎘有毒。鋰離子充電電池鋰離子充電電池 優(yōu)點：質(zhì)量輕、容量大、放電時間長。優(yōu)點：

6、質(zhì)量輕、容量大、放電時間長。鋰電池是一種高能電池，鋰作為負極，鋰電池是一種高能電池，鋰作為負極，技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點。常用高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點。常用于電腦筆記本、手機、照相機、心臟起于電腦筆記本、手機、照相機、心臟起博器、火箭、導彈等的動力電源。博器、火箭、導彈等的動力電源。 3. 燃料電池 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池不斷排出電池

7、氫氧燃料電池反應氫氧燃料電池反應:負極（負極（Pt）：）：2H2 4e- +4OH 4H2O正極（正極（Pt）: O2 +4e- +2H2O 4OH(1)KOH作導電液作導電液(2)H2SO4作導電液作導電液負極（負極（Pt）：）：2H2 4e- 4H+正極（正極（Pt）: O2 + 4e- + 4H+ 2H2O總反應總反應: 2H2+ O2 2H2O使用燃料電池的汽車使用燃料電池的汽車使用燃料電池的汽車 3、銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它、銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：的充電和放電過程可以表示為： 在此電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質(zhì)在此電池放電時，負極上

8、發(fā)生反應的物質(zhì)是（是（ ） A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn2Ag+Zn（OH）2 Ag2O +Zn+H2O充電充電放電放電D （）（）a a極是（）極，電極反應式是極是（）極，電極反應式是（）（）（）（）b b極是（）極，電極反應式是（極是（）極，電極反應式是（ ）美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。兩是一種新型的化學電源，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。兩個電極均由多孔碳個電極均由多孔碳制成，通入的氣體在制成，通入的氣體在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在電并在電 極表面放電。極表面放電。負負2 2- -

9、e e- - + 4OH+ 4OH- - = 4H= 4H2 2O O正正 O O2 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答：回答： ( (燃料電池燃料電池) )宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反應宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反應為：為：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，試寫出電解質(zhì)溶液為鹽酸時的電，試寫出電解質(zhì)溶液為鹽酸時的電極反應式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的極反應式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的PHPH值的變化，值的變化，若電解質(zhì)溶液為若電解質(zhì)溶液為KOHKOH時又如何？時又如何？1 1、電解質(zhì)為鹽酸時：、電解質(zhì)為鹽酸時： 負極：負極：2H2H2 24e4e- - 4H4H PHPH值變小值變小 正極：正極：O O2 24H4H4e4e- -2H2H2 2O PHO PH值變大值變大 溶液被稀釋，溶液被稀釋，PHPH值變大值變大2 2、電解質(zhì)為、電解質(zhì)為KOHKOH時：時： 負極：負極：2H2H2 24e4e- -4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值變小值變小 正極：正極：O O2 22H2H2 2O O4e4e- -4OH4OH PHPH值變大值變大 溶液被稀釋，溶液被稀釋，PHPH值變小值變小練習：練習：寫出甲烷燃料電池（寫出甲烷燃料電池（CH4-O2-KOH溶液）溶液