化学电源用.pptx

形形色色的电池形形色色的电池 A A CuZn 稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液CH4 O2 2 H2Oa极极 b极极用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池化学电源化学电源一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池锂离子电池锂离子电池银锌蓄电池银锌蓄电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池银银锌钮扣电池锌钮扣电池一、化学电源的分类一、化学电源的分类二、一次电池二、一次电池普通锌锰电池普通锌锰电池锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌-锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等1、普通干电池、普通干电池负极负极正极正极电池反应：电池反应：氢氧化氧锰氢氧化氧锰（Zn）：）：Zn 2e-=Zn2+（C）：）：优点：制作简单、价格便宜。优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。缺点：放电时间短，电压下降快。2MnO2+2NH4+2e-=2MnOOH+2NH3Zn2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl22、碱性锌、碱性锌-锰电池锰电池电解质：电解质：KOH负极：负极：(Zn)(Zn)Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极：正极：(C)(C)2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电。和连续放电。电池反应：电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2碱性电池碱性电池 3、银、银锌锌钮扣电池钮扣电池正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-负极：负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2总反应：总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag三、二次电池三、二次电池1、铅蓄电池放电过程总反应：放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+SO42-2e-=PbSO4 正极：正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应负极：负极：放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程。铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程。充电过程充电过程PbSO4 +2e-=Pb+SO42-还原反应还原反应阴极：阴极：阳极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境。比能量低、笨重、废弃电池污染环境。优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。价格低廉。其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池离子蓄电池四、燃料电池：四、燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池气燃料电池）氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质：酸性电解质：碱性电解质碱性电解质负极负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:2H2+O2=2H2O负极：负极：2H2-4e-=4H+正极：正极：O2+4H+4e-=2H2O总反应：总反应：2H2+O2=2H2O书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：2 2负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如物，与溶液的酸碱性有关（如4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；1 1将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；总反应减去一极反应即得到另一极反应；3 3溶液中不存在溶液中不存在O2：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与H结合成结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH；碱碱性性电电池池具具有有容容量量大大、放放电电电电流流大大的的特特点点，因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是下列说法错误的是:A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为：2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过外电路中每通过0 2 mol电子，锌的质量理论上减小电子，锌的质量理论上减小6 5 g C练习练习1:航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料电电池池具具有有高高能能、轻轻便便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可可以以表表示示为为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O。酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其其负负极极反反应应可可表表示示为为2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+，则则其其正正极极反反应式为应式为 。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为:O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-，则其负极反应可表示为，则其负极反应可表示为:O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 练习练习2：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中甲烷燃料电池中a a极的电极反应式：极的电极反应式：，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式:。KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O练习练习3:小结：化化学学电电源源1、一次电池、一次电池2、二次电池、二次电池3、燃料电池、燃料电池锌锰干电池锌锰干电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池掌握每一类典型掌握每一类典型电池的正负极、电池的正负极、电极反应；电极反应；了解了解每一类电池的优每一类电池的优缺点；对其它电缺点；对其它电池有初步的认识池有初步的认识减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源