第2節(jié)化學電源上課版本

第四章電化學基礎(chǔ)第二節(jié)化學電源高二化學備課組普通干電池手機電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池攝像機專用電池“神七”用太陽能電池閱讀教材P74頁并回答問題：1、化學電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點？2、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？3、目前化學電池主要分哪幾大類？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，易于維護，并可在各種環(huán)境下工作單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量的大??；輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲時間的長短。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?；瘜W電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池電池中的反應(yīng)物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再次利用。又稱充電電池或蓄電池。放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用。是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學電源，又稱連續(xù)電池。一、一次電池——干電池普通鋅錳電池鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等工作原理堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖堿性電池

負極n：n2OH--2e-=nOH2正極MnO2：2MnO22H2O2e-=2MnOOH2OH-電池總反應(yīng)：n2MnO22H2O=2MnOOHnOH2一、一次電池——干電池一、一次電池——堿性銀鋅電池紐扣電池負極n：n2OH--2e-=nOH2正極Ag2O：Ag2OH2O2e-=2Ag2OH-電池總反應(yīng)：nAg2OH2O=nOH22Ag負極是n、正極是Ag2O電解質(zhì)是OH缺點簡析：只能一次使用，不能充電；價格較貴；對環(huán)境造成污染。思考：一次電池的缺點？二、二次電池——鉛蓄電池-Pb│H2SO4│PbO2負極Pb：Pb-2e-SO42-=PbSO4正極PbO2：PbO22e-4HSO42-=PbSO42H2O電池總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O閱讀P76，了解鉛蓄電池的充電原理及鉛蓄電池的優(yōu)缺點。①放電過程負極：氧化反應(yīng)PbsSO42-aq-2e-=PbSO4s正極：還原反應(yīng)PbO2s4HaqSO42-aq2e-=2PbSO4s2H2Ol放電過程總反應(yīng)：PbsPbO2s2H2SO4aq=2PbSO4s2H2Ol②充電過程陰極接電源負極：還原反應(yīng)PbSO4s2e-=PbsSO42-aq陽極接電源正極：氧化反應(yīng)PbSO4s2H2Ol-2e-=PbO2s4HaqSO42-aq充電過程總反應(yīng)：2PbSO4s2H2Ol=PbsPbO2s2H2SO4aq缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉其它二次電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……鉛蓄電池的充放電過程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充電放電鉛蓄電池的優(yōu)缺點簡析：三、燃料電池——氫氧燃料電池1酸性介質(zhì)中負極Pt：2H2-4e-=4H正極Pt：O24H4e-=2H2O電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O2堿性介質(zhì)中負極Pt：2H2-4e-4OH-=4H2O正極Pt：O22H2O4e-=4OH-電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出；③能量轉(zhuǎn)化率高超過80%，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。缺點：體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對環(huán)境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規(guī)律燃料電池與前幾種電池的差別：①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。化學電池的組成組成負極正極電解質(zhì)

電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)電子流向反應(yīng)類型能導(dǎo)電的物質(zhì)還原性較強的物質(zhì)多是金屬電極本身氧化性較強的物質(zhì)酸溶液堿溶液鹽溶液或熔融液小結(jié)流出電子流入電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)減少污染節(jié)約資源書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1．確定原電池的正負極，弄清正負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；2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“拆”、“平”）；3．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)；書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：4．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＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在；5．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。練習1、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和堿式兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H，則其正極反應(yīng)式為：_______________________。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O22H2O4e-=4OH-，則其負極反應(yīng)可表示為：______________________。O24e-4H=2H2O2H2-4e-4OH-=4H2O練習2、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，總反應(yīng)式為：ns＋2MnO2s＋H2Ol＝nOH2s