高中化學(xué)：4-2《化學(xué)電源》課件完整版(人教版選修4)

第四單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化課題二化學(xué)電源恩施高中老祁形形色色的電池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa極b極用途廣泛的電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池化學(xué)電池用途廣泛的電池用于“神六”的太陽能電池筆記本電腦專用電池專用電池?cái)z像機(jī)專用電池各式各樣的紐扣電池紐扣電池化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池等鋰離子電池銀鋅蓄電池普通鋅錳干電池鋅銀紐扣電池化學(xué)電池的分類1.鋅銀鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－負(fù)極：Zn+2OH－-2e-=ZnO+H2O總反響：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag一次電池電極分別為Ag2O和Zn電解質(zhì)溶液為KOH普通鋅錳電池堿性電池

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2、普通干電池負(fù)極正極電池總反響：氫氧化氧錳〔Zn〕：Zn–2e-=Zn2+〔MnO2和C〕：優(yōu)點(diǎn)：制作簡單、價(jià)格廉價(jià)。缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，電壓下降快。3、堿性鋅-錳干電池電解質(zhì)：KOH負(fù)極：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

缺點(diǎn)：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小可充電電池也稱為____電池，可以反復(fù)_____電和_____電，是電池開展的一個(gè)重要方向。二次放充可充電電池鉛蓄電池鋰電池二次電池二次電池———鉛蓄電池①放電過程負(fù)極：氧化反響Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：復(fù)原反響PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O放電過程總反響：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O②充電過程陰極(接電源負(fù)極)：復(fù)原反響PbSO4+2e-=Pb+SO42-陽極(接電源正極)：氧化反響2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-充電過程總反響：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O放電充電

鉛蓄電池用途：優(yōu)點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：電動自行車、汽車、發(fā)電站等都要用到它可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、平安可靠、價(jià)格低廉可充電電池比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池?！矚錃狻N、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……〕氫氧燃料電池酸性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)負(fù)極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反響:2H2+O2==2H2O負(fù)極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反響：2H2+O2==2H2O燃料電池書寫電極反響式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：2．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得復(fù)原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)〔如＋4價(jià)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〕；1．將兩極反響的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反響，總反響減去一極反響即得到另一極反響；3．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(xí)1:堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，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，電流總反響式為：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A電池工作時(shí)，鋅失去電子B電池正極電極反響式為：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D外電路中每通過02mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小65gC練習(xí)2：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(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反響都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+，那么其正極反響式為。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反響式為O2+2H2O+4e-=4OH-，那么其負(fù)極反響可表示為。O2+4e-+4H+=2H2O

2H2-4e-+4OH-=4H2O

練習(xí)3:氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔铮纾杭淄?、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時(shí)所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反響式：，此時(shí)電池內(nèi)總的反響式:。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O1、在含有H2S氣體的空氣中，銀器外表易變黑〔生成了Ag2S〕，為了除去銀器外表Ag2S，可采用如下方法：在一個(gè)鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好．過一段時(shí)間，銀器外表變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，請用電極反響式和離子方程式表示上述過程．鞏固練習(xí)Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S?2、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極燃?xì)?，制得?5℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反響式：負(fù)極反響式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正極反響式：總反響式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO23.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反響為Li+MnO2=LiMnO2,以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A、Li是正極，電極反響為Li－e-=Li+B、Li是負(fù)極，電極反響為Li－e-=Li+C、Li是負(fù)極，電極反響為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負(fù)極，電極反響為Li－2e-=Li2+B4、1991年我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20到50倍。運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識，推測該新型電池兩極上可能發(fā)生的電極反應(yīng)。負(fù)極正極4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-不活潑金屬或碳Cu5、已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用這一反應(yīng)，試設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，標(biāo)明電極材料名稱，電解質(zhì)溶液，然后填空：正極，電極反應(yīng)負(fù)極，電極反應(yīng)

2Fe3++2e=2Fe2+Cu-2e=Cu2+6、：鉛蓄電池充電完畢后，電池中硫酸的密度為1，放電完畢后，溶液的密度變?yōu)?。又鉛蓄電池充電時(shí)的反響：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4法拉第常數(shù)：F=96500C/mol⑴寫出鉛蓄電池使用時(shí)所產(chǎn)生的總反響式及兩電極上的半反響。⑵充放電完畢后，溶液的密度是以下兩個(gè)數(shù)