《化学电源》参考课件2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化 学 电 源,组成原电池的条件,有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极,电极材料均插入电解质溶液中,两极相连形成闭合电路,一个自发进行的氧化还原反应,正负极的判断,电极,电极材料,反应类型,电子流动方向,负极,还原性较强的金属,氧化反应,负极向外电路提供电子,正极,还原性较弱的金属,还原反应,正极从外电路得到电子,通过日常生活和学习，你知道哪些电池？它们都是化学电池吗？它们在哪些方面得到应用？,电,池,原子能电池,将化学能转换成电能的装置,将太阳能转换成电能的装置,将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置,电池的分类,化学电池,太阳能电池,化学电池的分类,化学电池,一次电池,二次电池,燃料电池,也叫干电池,也叫充电电池或蓄电池,一、一次电池介绍,一次电池,普通锌锰干电池,碱性锌锰电池,锌银电池,锂电池,普通锌锰干电池,普通锌,-,锰干电池的电极方程式,负极（锌筒）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,正极（石墨）：,2MnO,2,+2NH,4,+,+2e,-,=Mn,2,O,3,+2NH,3,+H,2,O,总反应：,Zn+2MnO,2,+2NH,4,+,=Zn,2+,+Mn,2,O,3,+2NH,3,+H,2,O,也可以：负极（锌筒）：,Zn-2e,-,=Zn2+,正极（石墨）：,2NH,4,+,+2e,-,=2NH,3,+H,2,总反应：,Zn+2NH,4,+,=Zn,2+,+2NH,3,+H,2,随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,锌粉和,KOH,的混合物,MnO,2,金属外壳,碱性锌锰电池,负极：,Zn+2OH,2e,=Zn(OH),2,正极：,2MnO,2,+2H,2,O+2e,=2MnOOH+2OH,总反应：,Zn+2MnO,2,+2H,2,O=2MnOOH+Zn(OH),2,锌银电池,负极：,Zn+2OH,2e,=ZnO+H,2,O,正极：,Ag,2,O+H,2,O+2e,=2Ag+2OH,总反应：,Zn+Ag,2,O=ZnO+2Ag,这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适,宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电,子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。,锂电池,锂电池以金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（,LiAlCl,4,）溶解在亚硫酰氯（,SOCl,2,）中组成,负极：,8Li 8e,=8Li,+,正极：,3SOCl,2,+8e,=SO,3,2,+2S+6Cl,总反应：,8Li+3SOCl,2,=6Li+Li,2,SO,3,+2S,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的,负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比,较，使用 寿命大大延长。锂电池的比能量高,电压高，工作温度宽。,由于锂电池性能优异，广泛应用于军事和,空间领域，民用领域以微小功率为主，例如用,作电脑、手表、照相机、心脏起搏器等的电源,锂电池的特点及用途,二、二次电池介绍,铅蓄电池,镉镍电池,氢镍电池,锌银电池,锂离子电池,聚合物锂离子电池,二次电池,铅蓄电池,负极（,Pb,）：,Pb(s)+,SO,4,2-,(aq),-2e,-,=PbSO,4,(s),正极（,PbO,2,）：,PbO,2,(s),+4Haq),+,SO,4,2-,(aq),+2e,-,=PbSO,4,(s),+2H,2,O(l),总反应：,Pb(s),+PbO,2,(s),+2 H,2,SO,4,(aq)=,2PbSO,4,(s),+2H,2,O(l),铅蓄电池放电的电极反应：,阴极：,PbSO,4,(s)+2e,-,=Pb(s)+,SO,4,2-,(aq),阳极：,PbSO,4,(s),+2H,2,O(l),-2e,-,=PbO,2,(s),+4H,+,(aq),+,SO,4,2-,(aq),总反应：,2PbSO,4,(s),+2H,2,O(l),=Pb(s),+PbO,2,(s),+2 H,2,SO,4,(aq)铅蓄电池充电的反应：,可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：,Pb(s),+PbO,2,(s),+2 H,2,SO,4,(aq)2PbSO,4,(s),+2H,2,O(l),放电,充电,还原反应,氧化反应,新型燃料电池,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,介质,电池总反应,：,2H,2,+,=2H,2,O,酸性,负极,正极,中性,负极,正极,碱性,负极,正极,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,2H,2,+4OH,-,-4e,-,=4H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,氢氧燃料电池,介质,电池反应：,2H,2,+,=2H,2,O,负极,正极,负极,正极,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+2O,2,=2H,2,O,O,2,+4e,-,=2O,2,固体燃料电池,典例讲解,1.,航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，,其负极反应可表示,2H,2,4e,-,=4H,+,，则其正极反应表示,为：,；碱式氢氧燃料电池的电,解质是碱，其正极反应表示为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，则其负极反应可表示为：,。,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,2H,2,+4OH,-,-4e,-,=4H,2,O,2.,蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电解池作用，爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应为：,根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的是（,）,放电时，,Fe,为负极，,NiO,2,为正极,充电时阳极上的电极反应为：,Ni(OH),2,-2e,-,+2OH,-,=NiO,2,+2H,2,O,放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。,蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中,蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中,A.,和,B.,只有,C.,和,D.,和,A,3.,下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是,(),A,a,电极是负极,B,b,电极的电极反应为：,4OH,-,4 e,2H,2,O,2,C,电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极,D,氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,AD,（,1,）光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧气，写出化学方程式。,6CO,2,（,g),+6H,2,O,(l),=C,6,H,12,O,6(g),+O,2(g),光、叶绿体,化学电池的创新设想,（,2,）设想将写成的反应式倒过来，可设计成一个原电池，产生电流。这样，我们通过正逆反应，就从太阳能产生了电能。写出这种原电池的电极反应。,负极：,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O,24e,-,=6CO,2,+24H,+,正极：,O,2,+4 H,+,+4 e,-,=2,H,2,O,（,3,）该电池的电动势为,1.24V,，设有一长满绿藻的正方形游泳池，边长,10m,，在平均光照度下每,1,2,面积上可按上述原电池产生,1mA,电流，求该游泳池产生的总电力。,1.24110,2,10,4,=1.24Kw,调查市场上各种电池的用途及价格,绿色行动,回收废电池活动,环保宣传,废电池的危害及国家法规,生活中常见电池中的化学原理研究,废旧电池处理,如何变废为宝的研究,生活中电池应用问题调查,自己动手设计电池,科普知识,新型电池的研究及发展,实践活动,供参考,