发展中的化学电源(必修二)公开课ppt课件.ppt
发展中的化学电源,2022/12/27,干电池,二、常见的化学电池,1.干电池(一次性电池),电极:Zn为负极,碳棒为正极,电解液：NH4Cl、,电极方程式：,负极(Zn):Zn2e-Zn2,正极(C)：2NH4+ + 2e-= 2NH3 + H2,(1)酸性锌锰干电池,Zn+2NH4Cl+2MnO2ZnCl2+NH3+Mn2O3+2H2O,电池总反应方程式：,(使用寿命短，易泄漏),2MnO2 + H2= Mn2O3 + H2O,副反应：Zn2+4NH3=Zn(NH3)42+,2NH4+ +2MnO2 +2e=2NH3+Mn2O3 + H2O,（2）碱性锌锰干电池:能量和储存时间时间提高，更耐用,电极:,电解液：,负极： 正极：总反应：,Zn + 2OH- - 2e- Zn(OH)2,2MnO2 + H2O + 2e- Mn2O3+2OH-,Zn + 2MnO2 + H2O Zn(OH)2+ Mn2O3,KOH,Zn为负极,碳棒为正极,(3)银锌电池,Zn为负极, Ag2O为正极 电解液: KOH溶液电极反应式: 负极: 正极:总反应式:,Zn2OH2e-Zn(OH)2,Ag2OH2O2e-2Ag2OH,ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2,(4)海水电池,4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,思考指出该电池的正、负极材料、写出正、负极反应式和总反应式。,（Al）：4Al-12e- = 4Al3+,（石墨）3O2+6H2O+12e = 12OH,1991年我国首创的以铝空气海水组成的新型电池，可用于航标灯中。,2.充电电池（又称二次电池，能够重复使用）,(1)铅蓄电池:电极：Pb为负极, PbO2为正极.电解液: 30%的H2SO4溶液电极反应式:,负极：正极:总电池反应:,放电时：为原电池,PbSO42-2e-PbSO4,PbO24HSO422e-PbSO42H2O,PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O,(2)镍镉充电电池：,负极：正极：电解质：应用：,Cd,NiO(OH),KOH,具有残留性记忆，可重复使用500次以上，体积小；但镉有致癌作用,如不回收，会产生严重污染;广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等.,镍镉电池,镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。,总反应式：,NiO(OH) + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2,(3)锂离子电池,特点：用途：,负极：正极：总反应：,（绿色电池）,高能电池，质量轻，贮存时间长等。,现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手表、心脏起搏器等低功耗电器的主流。,2Li-2e = 2Li+,I2+2e = 2I,2Li+I2=2LiI,3、燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。,可供选择的燃料很多，如:氢气、烃类、肼、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。,（1）氢氧燃料电池,电极:Pt制作的惰性电极,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O,2H2 +4OH- 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,氢氧燃料电池在不同电解质时的电极反应,一定要会判断：酸性有H+ (肯定没OH- ）； 碱性有OH- (肯定没 H+ ）,该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。,（2）CH4燃料电池,CH4 + 10OH- - 8e-CO32- + 7H2O,2O2 + 4H2O + 8e-8OH-,CH4 + 2O2 + 2KOHK2CO3 + 3H2O,负极：正极：,总反应：,1电极反应式的书写(1)负极反应式的书写活泼金属作负极时，电极本身被氧化：若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可 直接写为金属阳离子，如：Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2。,若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式如：MgAl(KOH)原电池，负极反应式为：Al3e4OH=AlO22H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb2e SO42=PbSO4。,三、电极反应式、原电池反应式的书写,(2)正极反应式的书写首先判断在正极发生反应的物质。a. 当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种粒子；b. 当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。,负极本身不反应时，常见书写方法为：氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为：H22e=2H氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为：,H22e2OH=2H2O,2原电池反应式的书写将两电极反应式相加即得原电池总反应式。,书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式。如：氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为：O24e4H=2H2O氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为：O24e2H2O=4OH,1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O ，则此电 池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） （A）Ag （B）Zn (OH)2 （C）Ag2O （D）Zn,D,练习,2.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为( ) A铝 B铜 C锡 D硅3.已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+20H-2e- =ZnO+H20 石墨：02+2H20+4e- =40H- 根据此判断，锌片是( ) A负极，并被氧化 B负极，并被还原 C正极，并被氧化 D正极，并被还原,A,C,4. X，Y，Z都是金属，把X浸 Z的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X，Y，Z三种金属的活动性顺序为( ) AXYZ BXZY CYXZ DYZX5.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( ) 锌片溶解了32.5 g锌片增重32.5 g铜片上析出l g H2 铜片上析出1 mol H2 A和 B和 C和 D和,C,A,6.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为：2Zn + O2 2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是( ) A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn 2e- Zn2+ C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定是强酸,B,7.下列叙述中正确的是( )A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.由Cu、Zn做电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质液接触锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就 有0.4mol电子通过,D,
