化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

關(guān)于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第一頁，共六十九頁，2022年，8月28日1.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件，初步理解原電池的概念。2.學(xué)生通過對(duì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。3.學(xué)生通過探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奧秘，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。第二頁，共六十九頁，2022年，8月28日專題2化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第三頁，共六十九頁，2022年，8月28日一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的途徑化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能化石燃料1.間接轉(zhuǎn)化2.直接轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能原電池反應(yīng)第四頁，共六十九頁，2022年，8月28日1780年，意大利解剖學(xué)教授伽伐尼(Galvani,L.)

青蛙抽搐實(shí)驗(yàn)。理論解釋：動(dòng)物電觀點(diǎn)原電池的歷史第五頁，共六十九頁，2022年，8月28日

伏打?qū)?dòng)物電觀點(diǎn)的質(zhì)疑

1800年建立伏打電池模型。

伏打電池是實(shí)用電池的開端。原電池的歷史意大利帕維大學(xué)教授伏打

（Volta,A.1745-1827）第六頁，共六十九頁，2022年，8月28日

離子方程式思考問題尋找答案你對(duì)問題3的想法稀H2SO4ZnCu鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？2.Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H+的？3.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn+2H+=Zn2++H2↑1.原電池反應(yīng)的探究：第七頁，共六十九頁，2022年，8月28日

離子方程式思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Cu起傳導(dǎo)電子的作用?？捎秒娏鞅頊y(cè)電流及方向。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解1.H+得到的電子是Cu失去的嗎？2.在這個(gè)過程中Cu起什么作用？3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？1.原電池反應(yīng)的探究：第八頁，共六十九頁，2022年，8月28日

解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？2.你認(rèn)為這個(gè)過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由Zn→導(dǎo)線→銅片→H+定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)AZnCu稀H2SO41.原電池反應(yīng)的探究：第九頁，共六十九頁，2022年，8月28日G稀硫酸ZnCu結(jié)論一：兩種活潑性不同的金屬(或另一種為非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極結(jié)論三：形成閉合回路結(jié)論四：氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行結(jié)論二：要有電解質(zhì)溶液ZnZn稀硫酸GCuZn酒精G氫氧化鈉CuCG2.形成原電池的條件：第十頁，共六十九頁，2022年，8月28日二.化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.原電池的概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.形成原電池的條件：(1)有自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)(2)有兩個(gè)活潑性不同的電極(3)有電解質(zhì)溶液(4)形成閉合電路3.原電池工作原理(實(shí)質(zhì))：氧化還原反應(yīng)分開在兩極進(jìn)行，還原劑所失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移給氧化劑。陰陽離子在電解質(zhì)溶液中定向移動(dòng)。第十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-第十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)1]:如下圖所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是（）GGGG稀硫酸A稀硫酸B硫酸銅溶液C乙醇水溶液D銅銀銅鋅銅鋅鋅銅BC[練習(xí)2]:下列燒杯中盛的都是稀硫酸，其中在銅電極能產(chǎn)生氣泡的是（）鋅銅銀銅銀銅鋅銅ABCDA第十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)4]:將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是（）A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的pH均增大D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢[練習(xí)3]:某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.CuBC第十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日[思考]：你是如何判定裝置的正、負(fù)極？

正極

負(fù)極電子流入的極不活潑電極發(fā)生還原反應(yīng)電子流出的極較活潑電極發(fā)生氧化反應(yīng)第十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)]:關(guān)于原電池的敘述中正確的是

(

)A．構(gòu)成原電池的必須是兩種不同的金屬B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C．原電池工作時(shí)總是負(fù)極溶解，正極上有物質(zhì)生成D．原電池的正極是還原劑，總是溶液中的陽離子在此被還原B第十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日原電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。正極：2H++2e-====H2↑特點(diǎn)：還原反應(yīng)，價(jià)降低，得到電子負(fù)極：Zn-2e-====Zn2+特點(diǎn)：氧化反應(yīng)，價(jià)升高，失去電子總反應(yīng)方程式：2H++Zn=Zn2++H2↑特點(diǎn)：得失電子守恒3.電極反應(yīng)的特點(diǎn)和電極反應(yīng)式書寫：第十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日三、原電池原理的應(yīng)用

a、加快氧化還原反應(yīng)的速率注意：除化學(xué)反應(yīng)的外界影響因素外，原電池也加快反應(yīng)速率。[思考]：根據(jù)前面所學(xué)的知識(shí)，我們知道Zn失去的電子給了Cu，好像Zn表面應(yīng)該沒有氣泡的嘛。為什么在銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)中Zn表面也冒氣泡呢？提示：實(shí)驗(yàn)用的Zn片不純，有雜質(zhì)；雜質(zhì)與鋅形成原電池反應(yīng)。[思考]：實(shí)驗(yàn)室制氫氣時(shí)，為什么選用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)，而不是純鋅？第十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)]:將下列措施不能加快鋅與稀硫酸反應(yīng)的速度的是（）A.升高稀硫酸溶液的溫度B.

用鋅粉替代鋅粒C.再加等體積相同濃度的稀硫酸D.用濃硫酸代替稀硫酸與鋅反應(yīng)E.在反應(yīng)體系中加幾片銅片CD第十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日交流與討論:在一塊表面無銹的鐵片上滴一大滴含酚酞的食鹽水，放置一段時(shí)間后可以看到液滴周圍逐漸呈現(xiàn)紅色，并慢慢形成褐色的銹斑。試說明產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。形成了鐵-碳原電池第二十頁，共六十九頁，2022年，8月28日例如鐵的腐蝕1、化學(xué)腐蝕金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化2、電化學(xué)腐蝕金屬與電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)而被氧化負(fù)極：正極：Fe—2e-==Fe2+O2+2H2O+4e-==4OH-b、金屬的腐蝕

總反應(yīng)方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3進(jìn)一步氧化：脫水生成鐵銹：2Fe(OH)3==Fe2O3

.xH2O+(3-x)H2O第二十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日鋼鐵的防腐蝕：（1）覆蓋保護(hù)層；（2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；（4）鋼鐵連接電源負(fù)極。第二十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)1]:把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aBc、比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱注意：原電池中，一般活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性相對(duì)較弱的金屬為正極。第二十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)2]:下列事實(shí)不能說明Al的金屬活潑性比Cu強(qiáng)的是(

)A．常溫下將鋁投入CuSO4溶液中B．常溫下將鐵釘浸入鋁鹽和銅鹽的混合溶液中C．常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接一起放入到稀鹽酸溶液中D．常溫下將鋁和銅不用導(dǎo)線連接一起放入到稀鹽酸溶液中E．常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接一起放入到氫氧化鈉溶液中E第二十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)3]:Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四種金屬，將Ａ和Ｂ用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，Ｂ不易腐蝕。將Ａ、Ｄ分別放入等濃度鹽酸中，Ｄ比Ａ反應(yīng)劇烈。將Ｃｕ浸入Ｂ的鹽溶液中無明顯變化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的鹽溶液中，有金屬Ｃ析出。其活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋海ǎ?、ＤＣＡＢＢ、ＤＡＢＣＣ、ＤＢＡＣＤ、ＢＡＤＣB第二十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日d、設(shè)計(jì)原電池如利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池負(fù)極：正極：Cu—2e-=Cu2+2Fe3++2e-=2Fe2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)[練習(xí)1]:一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+==Zn2++Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是（）CABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl第二十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日[小竅門]：怎樣書寫原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？書寫步驟：（1）寫出原電池總反應(yīng)，根據(jù)電解質(zhì)溶液改寫原電池的電極反應(yīng)；（電解質(zhì)參與反應(yīng)）（2）寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式：活潑金屬作負(fù)極時(shí)，本身被氧化：①若生成的陽離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，可直接寫成產(chǎn)物為金屬陽離子，如：Zn－2e－===Zn2＋。②若生成的金屬陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，應(yīng)寫成“陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的反應(yīng)式”相疊加的形式。如：Mg—Al(KOH)原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e-＋4OH-===AlO2

-

＋2H2O；（3）由燃料電池總反應(yīng)減去負(fù)極的電極反應(yīng)式得正極的電極反應(yīng)式。第二十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)1]:將氧化還原反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2?，以石墨和Al為電極材料，設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池；回答下列問題1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負(fù)極

。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:

；正極:

。

NaOH溶液石墨AlAl+4OH--3e-=AlO2-+2H2O2H++2e-=H2↑第二十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)2]:科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計(jì)的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料，依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧和Zn2+進(jìn)行工作?？偡磻?yīng)為：2Zn+O2+2H2O==2Zn(OH)2；回答下列問題（1）負(fù)極材料是______

電極反應(yīng)式是____________________（2）正極材料是______

電極反應(yīng)式是___________________Zn2Zn-4e-=2Zn2+PtO2+2H2O+4e-=4OH-第二十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日專題2化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)電源第三十頁，共六十九頁，2022年，8月28日最早的電池我們可以追溯到兩百年以前意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明的伏打電池，它使人們第一次獲得了比較穩(wěn)定而持續(xù)的電流，具有劃時(shí)代的意義。在伏打電池原理和研發(fā)精神的指引下，人們通過不斷努力，開發(fā)了一代又一代的新型池，從人們普遍使用的干電池到新型的太陽能電池、鋰聚合物電池和燃料電池等等，不僅在電池容量、體積、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在這些新型電池的研發(fā)過程中，滲透著人們強(qiáng)烈的綠色環(huán)保意識(shí)，電池的開發(fā)、發(fā)展正以綠色環(huán)保作為重要的指導(dǎo)精神。你知道嗎？！第三十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日普通鋅錳電池堿性電池

鎳鎘電池小型高性能燃料電池鋰離子電池鎳氫電池

各種化學(xué)電源第三十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日一、化學(xué)電源的分類化學(xué)電源可分為兩類：_________、__________。一次電池二次電池一次電池特點(diǎn)是用過之后不能復(fù)原；二次電池特點(diǎn)是充電后可重復(fù)多次使用。二、常見的化學(xué)電源1．干電池：屬一次性電池，又因?yàn)槠潆娊赓|(zhì)是一種不能流動(dòng)的糊狀物，所以稱干電池。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，干電池已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)大的家族，到目前為止已經(jīng)約有１００多種。常見的有普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、鎂錳干電池、鋅空氣電池、鋅氧化汞電池、鋅氧化銀電池、鋰錳電池等。第三十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日a、一次性鋅錳干電池普通鋅錳電池南孚電池

電壓1.5V，用途廣泛第三十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日普通鋅-錳干電池的電壓1.5V，用途廣泛，結(jié)構(gòu)如圖：鋅筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、ZnCl2

和

H2O等負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-====Zn2+正極（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-===2MnO(OH)+2NH3總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+===Zn2++2MnO(OH)+2NH3第三十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日堿性Zn-Mn干電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負(fù)極材料為Zn，還原產(chǎn)物為MnOOH,電解質(zhì)是KOH溶液。負(fù)極：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-

=2MnO(OH)

+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+

2MnO(OH)堿性鋅錳電池第三十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日特點(diǎn)與應(yīng)用：銀鋅紐扣電池的容量比普通的干電池大得多，電流大，放電電壓平穩(wěn)，工作電壓是1.6伏。銀鋅電池體積小、重量輕，已廣泛用于小型電子計(jì)算器、高級(jí)儀表、宇航、火箭、潛艇等方面。b、銀鋅紐扣電池第三十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日電極反應(yīng)：負(fù)極（鋅）：Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2正極（氧化銀）：Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-總反應(yīng)為：Zn+Ag2O+H2O==Zn(OH)2+2Ag銀鋅原電池是用不銹鋼制成的小圓盒，形似紐扣，故稱紐扣電池。盒內(nèi)一端填充氧化銀和石墨組成的活性材料，另一端填充鋅汞合金組成的活性材料，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。銀鋅原電池第三十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)]:磷酸鐵鋰電池是一種新型鋰離子電池，其正極材料為LiFePO4，充放電時(shí)的變化如圖所示，電池充、放電時(shí)的變化可簡化為：LixC＋xFePO4xLiFePO4＋C下列有關(guān)說法不正確的是(

)A．該電池屬于一次電池B．LiFePO4中鐵為＋2價(jià)C．放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．放電時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)放電充電A第三十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日2．充電電池充電電池又稱

?？沙潆婋姵厥莾蓸O都參加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池，如鉛蓄電池、鋰電池、鎳氫電池、愛迪生蓄電池等，它們的負(fù)極是

，正極一般是

。放電時(shí)，負(fù)極被

。正極材料的氧化物被

，充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)相反。較活潑的金屬金屬氧化物二次電池氧化還原第四十頁，共六十九頁，2022年，8月28日a、鉛蓄電池

1859年由普南特(Plante)發(fā)明,電壓2.0V，一個(gè)半世紀(jì)以來，廣泛應(yīng)用于汽車、輪船、火車等交通工具的點(diǎn)火電源和照明。鉛蓄電池充電后電壓可達(dá)2.2伏；放電后電壓下降，當(dāng)電壓降至l.25伏時(shí)不能再使用，必須充電。第四十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或透明塑料制成方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的

，負(fù)極板是海綿狀的

，兩極均浸入

溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。

PbO2金屬鉛硫酸電極反應(yīng)：負(fù)極（Pb）:Pb-2e-+SO42

-==PbSO4正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-==PbSO4+2H2O總反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O第四十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日當(dāng)硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)1.18g/cm3時(shí)應(yīng)停止使用，需充電，充電時(shí)起電解池的作用。電極反應(yīng)為：陽極：PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+4H++SO42-陰極：PbSO4+2e-==

Pb+SO42-

充電總反應(yīng)式：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4鉛蓄電池放電和充電總反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電第四十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日b、鎳氫電池第四十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日鎳氫電池的工作電壓1.2V，壽命長，性能好，比能量高。電極反應(yīng)：負(fù)極:H2+2OH--2e-==2H2O正極:2NiO(OH)+2H2O+2e-==2Ni(OH)2+2OH-

總反應(yīng)為：H2+2NiO(OH)===2Ni(OH)2

第四十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日1.電極材料及原料正極：金屬氧化物負(fù)極：鋰2.電解質(zhì)溶液：有機(jī)溶劑3.優(yōu)點(diǎn)使用壽命長，質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高、體積小摩托羅拉6188/6288原裝鋰電池索尼數(shù)碼相機(jī)鋰電池c、鋰電池鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、可移動(dòng)電話、攝象機(jī)、照相機(jī)、手表、心臟起搏器等低功耗電器的主流電源。第四十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日

電池的不合理使用對(duì)環(huán)境的危害！

有關(guān)資料顯示，一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使１萬方米的土壤永久失去利用價(jià)值；一粒紐扣電池可使600噸水無法飲用，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量。第四十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日堆積如山的廢舊電池，時(shí)刻威脅我們的環(huán)境廢舊電池進(jìn)電池回收站第四十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日3．燃料電池

燃料電池是繼水力、火力、核能發(fā)電之后的第四類發(fā)電—化學(xué)能發(fā)電。燃料電池以具有催化性能的多孔金屬作電極，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(shí)不斷從外界輸入氧化劑和還原劑，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。它是把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”。

常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲醇燃料電池、鋁—空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等第四十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日燃料電池工作原理燃料優(yōu)點(diǎn)：效率高無污染裝置可持續(xù)使用第五十頁，共六十九頁，2022年，8月28日第五十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日新型綠色環(huán)保燃料電池車第五十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日⑴氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為鉑電極，電解質(zhì)溶液為40%的KOH溶液(稀H2SO4溶液)。堿式氫氧燃料電池：(KOH)電極反應(yīng)：負(fù)極:H2+2OH--2e-==2H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng)為：2H2+O2==2H2O酸式氫氧燃料電池：(稀H2SO4)電極反應(yīng)：負(fù)極:H2-2e-=2H+正極:O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)為：2H2+O2==2H2O第五十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日⑵甲醇-空氣燃料電池該電池用多孔鉑管插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應(yīng)：負(fù)極:CH3OH

+8OH--6e-==CO32-+6H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2+4KOH==2K2CO3+6H2O第五十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日[小竅門]：怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？書寫步驟：（1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；（電解質(zhì)參與反應(yīng)）（2）寫出正極的電極反應(yīng)式；正極反應(yīng)一般為①酸性介質(zhì)：O2+4H++4e－=2H2O②堿性介質(zhì)：O2+2H2O+4e－=4OH-（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。第五十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日⑶Al—空氣—海水電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高20～50倍。電極反應(yīng)：負(fù)極:4Al-12e-==4Al3+正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng)為：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3第五十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日[練習(xí)2]:燃料電池以氫為燃料，空氣為氧化劑，鉑作催化劑，導(dǎo)電離子是H＋。下列對(duì)該燃料電池的描述中不正確的是(

)A．電池工作時(shí)，可產(chǎn)生藍(lán)色的火焰B．電池工作時(shí)，電子通過外電路由負(fù)極流向正極C．電池工作時(shí)，正極反應(yīng)：4H＋＋O2＋4e－==2H2OD．氫氧燃料電池是環(huán)保電池[練習(xí)1]:下列說法正確的是(

)A．鎳鎘電池、鋰電池和鋅錳電池都是二次電池B．燃料電池是一種高效但會(huì)污染環(huán)境的新型電池C．化學(xué)電池的反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)D．鉛蓄電池放電時(shí)正極是Pb，負(fù)極是PbO2CA第五十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日⑷磷酸型燃料電池

電池中采用的是100%磷酸為電解質(zhì)，利用廉價(jià)的碳材料為骨架。除了以氫氣為燃料外，還可使用甲醇、天然氣等低廉燃料，是目前最成熟的燃料電池，它代表了燃料電池的主要發(fā)展方向。目前世界上大容量的燃料電池發(fā)電廠，都使用磷酸型燃料電池。如東京電能公司經(jīng)營的11MW美日合作磷酸型燃料電池發(fā)電廠。磷酸燃料電池可用作公共汽車的動(dòng)力，將來這種電池也會(huì)用于私人車輛。第五十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日甲烷為燃料磷酸型燃料電池：電極反應(yīng)：負(fù)極:CH4+2H2O-8e-==CO2+8H+正極:O2+4H++4e-==2H2O總反應(yīng)為：CH4+O2==CO2+2H2O甲醇為燃料磷酸型燃料電池：電極反應(yīng)：負(fù)極:CH3OH

+H2O-6e-==CO2+6H+正極:O2+4H++4e-==2H2O總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O第五十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日⑸熔融碳酸鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池。其電解質(zhì)是熔融態(tài)碳酸鹽。熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是一種高溫電池（600℃～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、無污染、燃料多樣化（氫氣、煤氣、天然氣和生物燃料等）、余熱利用價(jià)值高和電池構(gòu)造材料價(jià)廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一世紀(jì)的綠色電站。第六十頁，共六十九頁，2022年，8月28日氫氣為燃料熔融碳酸鹽燃料電池：電極反應(yīng)：負(fù)極:H2+CO32--2e-==CO2

+H2O正極:O2+2CO2+4e-==2CO32-總反應(yīng)為：2H2+O2==2H2OCO為燃料熔融碳酸鹽燃料電池：電極反應(yīng)：負(fù)極:CO+CO32--2e-==2CO2正極:O2+2CO2+4e-==2CO32-總反應(yīng)為：2CO

+O2==2CO2第六十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日1