《第二节化学能与电能3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节化学能与电能3.ppt（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池形形色色的电池形形色色的电池“震动动力充电电池震动动力充电电池”勺水充电勺水充电三三维维纳纳米米结结构构电电池池尿液充电的电池尿液充电的电池 新型绿色环保燃料电池车863-燃料电池公共汽车燃料电池公共汽车1、干电池、干电池 负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn 2e- -Zn2+ 正极（石墨棒）：正极（石墨棒）： 2NH4+2e- - +2MnO2= 2NH3+Mn2O3+H2O总反应：总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3 +H2O（- -）Zn | NH4Cl | C（+） 2、充电电池（二次电池）、充电
2、电池（二次电池） （1）铅蓄电池：铅蓄电池：(- -)Pb | H2SO4 | PbO2(+) 负极负极(Pb)： Pb+SO42- -2e- -PbSO4 正极正极(PbO2) ：PbO2+4H+SO42- -+2e- -PbSO4+2H2O 总反应方程式为：总反应方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 思考：思考：若转移若转移2 mol e-,消耗多少消耗多少H2SO4？ 负极板质量呢？负极板质量呢？特点：可逆向进行，即充电；特点：可逆向进行，即充电； 电解液酸性减弱电解液酸性减弱讨论：讨论：人造地球卫星用到一种高能电池人造地球卫星用到一种高能电池银锌蓄电池，其银锌蓄
3、电池，其电池的电极反应为：电池的电极反应为：Zn +2OH2e -=ZnO +H2O，Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH。据此判断氧化银是（。据此判断氧化银是（ ）A、负极，并被氧化、负极，并被氧化 B、正极，并被还原、正极，并被还原 C、负极，并被还原、负极，并被还原 D、正极，并被氧化、正极，并被氧化B（2）锂电池锂电池 P43讨论：讨论：心脏起搏器中使用的新型心脏起搏器中使用的新型Li I2电池的反应可简化为：电池的反应可简化为：2 Li I2 = 2 LiI，下列说法中不正确的是，下列说法中不正确的是 （ ）A负极反应式为负极反应式为：Lie = LiB该电池以含该电池以含Li的水
4、溶液为电解质的水溶液为电解质C该电池负极材料为金属锂该电池负极材料为金属锂D锂电池的使用寿命长的原因之一是锂的摩尔质量小，锂电池的使用寿命长的原因之一是锂的摩尔质量小， 单位质量的电极材料所能转换的电量单位质量的电极材料所能转换的电量(比容量比容量)大大B特点：特点： “绿色绿色”； 容量大；容量大； 电解液中不能有水电解液中不能有水3、燃料电池：、燃料电池：原理：原理：两极材料：惰性材料，只具导电性。两极材料：惰性材料，只具导电性。反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。两极判断：两极判断：导电介质：导电介质：高效、环境友好。高效、环境友好
5、。将燃料和氧化剂将燃料和氧化剂(如如:O2)反应所放出的化学能转化为电能。反应所放出的化学能转化为电能。负极：通入燃料气的一极负极：通入燃料气的一极正极：通入正极：通入O2或空气的一极或空气的一极可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。（1）氢氧燃料电池：）氢氧燃料电池：（- -）Pt(H2) | H2SO4 | Pt(O2)（+） 负极：负极：2H2 - 4e- 4H+ 正极：正极：O2 + 4e- + 4H+ 2H2O总反应：总反应：2H2 + O2 2H2O （- -）Pt(H2) | KOH | Pt(O2)（+） 负极：负极：2H2 +
6、 4OH- - 4e- - 4H2O 正极：正极：2H2O + O2 + 4e- - 4OH- - 总反应：总反应：2H2 + O2 2H2O 思考：思考：若介质为碱性环境呢？若介质为碱性环境呢？负极负极 正极正极 （Pt） （Pt） 碱性碱性/中性：中性： O2 + 4e- + 2H2O 4OH- 酸性：酸性： O2 + 4e- + 4H+ 2H2O 正极写法：正极写法：燃料电池电极反应式的写法：燃料电池电极反应式的写法：总式总式正极正极负极负极讨论：讨论：有人用铂作电极，稀硫酸作电解质溶液，又从两电极分别有人用铂作电极，稀硫酸作电解质溶液，又从两电极分别通通CH4和和O2，形成燃料电池，该
7、电池中通入甲烷的，形成燃料电池，该电池中通入甲烷的铂为铂为 极，发生的电极反应是极，发生的电极反应是 ，正极的电极反应式是正极的电极反应式是 ，反应的总化学方程式是反应的总化学方程式是 。 负负负极：负极：CH4+10OH- -8e- -CO32- -+7H2O 总反应：总反应：CH4+2O2+2OH- -CO32- -+3H2O （2）甲烷燃料电池：）甲烷燃料电池：思考：思考：若介质为碱性环境呢？若介质为碱性环境呢？CH4 - 8e- + 2H2O 8H+ + CO2CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O正极：正极： 2O2 + 8e- + 4H2
8、O 8OH- 要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。，以遵循电荷守恒和质量守恒。（1）负负极发生极发生氧氧化反应，化反应，正正极发生极发生还还原反应原反应 （负氧正还）。负氧正还）。（2）要注意溶液的）要注意溶液的酸碱性酸碱性，适当的在电极方程式两边，适当的在电极方程式两边添加添加H+、OH、H2O，以遵循，以遵循电荷守恒电荷守恒和和质量守恒质量守恒。（3）要注意电极反应）要注意电极反应产物产物是否与是否与电解质溶液电解质溶液发生发生反应反应。 原电池电极反应式的书写注意事项原电池电极反应式的
9、书写注意事项讨论讨论1：（10安徽）某固体酸燃料电池以安徽）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解固体为电解质传递质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2 = 2H2O，下列有关说法正确的是（，下列有关说法正确的是（ ）A. 电子通过外电路从电子通过外电路从b极流向极流向a极极B. b极上的电极反应式为：极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e- = 4OH-C. 每转移每转移0.1 mol电子，消耗电子，消耗1.12 L的的H2D. H+由由a极通过固体酸电解质传递到极通过固体酸电解质传递到b极极D“活体燃料电池活体燃料电池”
10、” 由酵母来驱动的燃料电池由酵母来驱动的燃料电池微生物燃料电池微生物燃料电池讨论讨论2：1991年我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型年我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，则电源负极材料为：则电源负极材料为： ，正极材料为：，正极材料为： 。正、负极反应以及总反应方程式分别为：正、负极反应以及总反应方程式分别为： 、 ,_.Al石墨或活泼性比铝弱石墨或活泼性比铝弱的金属
11、材料。的金属材料。 4Al12e-4Al3+3O26H2O12e-12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3以海水电池为能源以海水电池为能源的国产航标灯的国产航标灯 讨论讨论3：电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为极分别为Ag2O和和Zn，电解质溶液为，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上溶液，放电时锌极上的电极反应式为：的电极反应式为：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)2；氧化银电极上的反；氧化银电极上的反应式为：应式为：Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH-，总反应式为：，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn = Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是（。下列说法正确的是（ ）A. 锌是负极，氧化银是正极锌是负极，氧化银是正极B. 锌的质量减小锌的质量减小6.5 g，外电路中通过，外电路中通过0.4 mol电子电子C. 溶液中溶液中OH-向正极移动，向正极移动，K+ 、H+向负极移动向负极移动D. 随着电极反应的不断进行，电解质溶液中随着电极反应的不断进行，电解质溶液中n(OH-)减小减小A减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使万方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。