電化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)電源課件

1、1、在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應(yīng)用嗎？ 電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鉛蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池等。廣泛應(yīng)用于通訊、交通、文化、辦公及家用電子產(chǎn)品。高科技、軍事、生產(chǎn)行業(yè)也有特殊應(yīng)用。學(xué)與問1、在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池化學(xué)電池太學(xué)與問2、目前化學(xué)電池主要分為哪幾個大類？在性能等方面它們各有什么特點？產(chǎn)生電能的基本原理是什么？化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點？判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？學(xué)與問2、

2、目前化學(xué)電池主要分為哪幾個大類？將化學(xué)能變成電能的裝置（2）分類:一次電池又稱不可充電電池如：干電池二次電池又稱充電電池蓄電池燃料電池（3）優(yōu)點:（4）電池優(yōu)劣的判斷標準:能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠?？梢灾瞥筛鞣N形狀和大小、不同容量和電壓的 電池和電池組，使用方便。易維護，可在各種環(huán)境下工作。比能量符號(Wh/kg)，(Wh/L)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符號是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電池的儲存時間的長短第二節(jié) 化學(xué)電源 （1）概念:將化學(xué)能變成電能的裝置（2）分類:一次電池又稱不可充電電池干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池形形色

3、色的電池干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“震動動力充電電池”勺水充電三維納米結(jié)構(gòu)電池尿液充電的電池 “震動動力充電電池”勺水充電三尿液充電的電池 1、干電池(普通鋅錳電池）鋅筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊狀物練習(xí)：寫出鋅錳干電池的電極反應(yīng)方程式。負極：正極：總反應(yīng)通常我們可以通過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？_我們在使用干電池的過程中并沒有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生，請推測可能是干電池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2 ， H2 +2MnO2=Mn2O3+H2O鋅筒變軟，電池表面變得不平整MnO2

4、 ZnCl2 優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。 缺點：放電時間短，電壓下降快。Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O(一) 一次電池1、干電池(普通鋅錳電池）鋅筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、2、堿性鋅-錳干電池負極：正極：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：KOH(Zn)(MnO2)Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考該電池的正負極材料和電解質(zhì)3、銀-鋅電池Ag2O + Zn+H2O = Zn(OH)2 + 2Ag負極：正極：Zn+ 2OH- -2

5、e- = Zn(OH)2Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH- 電池反應(yīng)：堿性電池 2、堿性鋅-錳干電池負極：正極：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：KOH(Z(二) 二次電池1、鉛蓄電池 放電過程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s)正極：PbO2(s) + 4H+SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)負極：鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程正負極材料正極：PbO2負極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液充電過程：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42

6、- 還原反應(yīng)陰極：陽極： 氧化反應(yīng)接電源負極接電源正極2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H+ SO42-2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)鉛蓄電池的充放電過程： 放電 充電(二) 二次電池1、鉛蓄電池 放電過程：Pb(s)+Pb討論：(2011全國)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（ ） A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為

7、Fe B. 電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2 C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O討論：(2011全國)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反另：鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電充電負極材料：Cd；正極材料：涂有NiO2，電解質(zhì)：KOH溶液?？偡磻?yīng)式：試寫出電池放電的電極反應(yīng)式：負極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-另：鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2O 2、鋰電池

8、 P43特點： “綠色”； 容量大； 電解液中不能有水討論：（2010浙江）Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，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，正確的是（ ）Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeSLi2S+Fe負極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2、鋰電池 P43特點： “綠色”； 容量大；討論3、燃料電池：大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進行電化學(xué)反應(yīng)時釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原

9、電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因為火力發(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零；燃料電池發(fā)明于19世紀30年代末，經(jīng)反復(fù)試驗、改進，到20世紀60年代才開始進入實用階段。第一代燃料電池的大致情況如下： 3、燃料電池：大有發(fā)展前景的燃料電池燃 料 電 池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性負極正極中性負極 正極堿性負極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 +

10、 2H2O + 4e-= 4OH-燃 料 電 池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負極正極負極 正極2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負討論:（2012四川）一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有關(guān)說法正確的是（ ）檢測時，電解質(zhì)溶液中的H向負極移動若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.

11、48L氧氣電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CHO+O2=CH3COOH+H2O正極上發(fā)生的反應(yīng)是：O2+4e+2H2O=4OH討論:（2012四川）一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢（1）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) （負氧正還）。（2）要注意溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加H+、OH、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。（3）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)。 原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項練習(xí)冊 P3031（1）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) 原電池電極反應(yīng)式的討論：(11安徽)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海

12、水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是( ) A.正極反應(yīng)式：AgCle=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 C.Na不斷向“水”電池的負極移動 D. AgCl是還原產(chǎn)物討論：(11安徽)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池（3）鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動力電源，其原理如右下圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。討論：（2012江蘇） （3）鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動力電源，討1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：負極：M-xe=Mx+正