《【化学】1.2.2《化学电源》课件(苏教版选修4)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【化学】1.2.2《化学电源》课件(苏教版选修4)（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元第二单元 第二课时第二课时 化学电源化学电源 空气电池 锂电池 银锌电池 锌汞电池 1. 银锌电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正 极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮 扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化 银和石墨组成的正极活性材料，负极盖 一端填充锌汞合金组成的负极活性材料 ，电解质溶液为KOH浓溶液。 单击此处编辑母版标题样式 *4 单击此处编辑母版副标题样式 电极反应式如下： 负极：Zn + 2OH- -2e- = ZnO + H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH- 电池的总反应式为： Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO 电池的电压一般
2、为1.59V，使用寿命较长 。 干电池干电池 上图是锌锰干电池 2. 干电池-普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的 顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的 周围由内向外依次是A：二氧化锰粉末（黑 色）-用于吸收在正极上生成的氢气（ 以防止产生极化现象）；B：用饱和了氯化 铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。 单击此处编辑母版标题样式 *7 单击此处编辑母版副标题样式 电极反应式为： 负极（锌筒）：Zn 2e- = Zn2+ 正极（石墨）：2NH4+ + 2e - = 2NH3 + H2 H2 + 2MnO2 = Mn2O3 + H2O 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2
3、 = Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O 干电池的电压大约为1.5V，不能充电再生。 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。 单击此处编辑母版标题样式 *9 单击此处编辑母版副标题样式 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。 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 3. 氢氧燃料电池 这是一种高效、低
4、污染的新型电池，主要用 于航天领域。其电极材料一般为活化电极， 具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电 极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。 电极反应式如下： 负极：2H2 + 4OH- -4e- = 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O 单击此处编辑母版标题样式 *12 单击此处编辑母版副标题样式 使用氢氧燃料电池动力的法国产标致TAXI 例1：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高 能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有 酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可 以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是 酸，其负极
5、反应可表示为， 则其 正极反应式为_ _。碱式 电池的电解质是碱，其正极反应式为 ，则其负极反应可表示为 _ _。 O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+ O2+2H2O+4e-=4OH- 例2：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 的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、 汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构 成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 ： 。 KOH溶液 CH4O2 H2O a b CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O CH4+2O2+2KOH= K
6、2CO3+3H2O 铅蓄电池 4. 铅蓄电池 铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶 或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄 漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一 层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属 铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板 隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均 浸入到硫酸溶液中。 单击此处编辑母版标题样式 *18 单击此处编辑母版副标题样式 放电时为原电池，其电极反应如下： 负极：Pb + SO42- - 2e - = PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2O 总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 =
7、 2PbSO4 + 2H2O 当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将不断降 低，当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使 用进行充电，充电时为电解池， 5. 碱性蓄电池 这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且 拾携带很方便。 Ni-Cd电池：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 Ni-Fe电池：Fe + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2 （ 碱性可充电电池及简易充电座） 锂电池 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。 使用锂电源的手机与手提电脑 6.
8、微型锂电池 常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池， 一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质 溶液为溶有四氯化铝锂（LiAlCl4 ）的亚硫 酸氯（SOCl2 ）。电池的总反应式如下： 8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO3 + 2S 这种电池的容量大，电压稳定，能在- 56.70C- +71.10C的大范围温差内正常工作 日本产海水电池 以海水电池为能源的航海标志灯 单击此处编辑母版标题样式 *24 单击此处编辑母版副标题样式 7. 海水电池 1991年，我国科学家首创以铝-空气- 海水为材料组成的新型电池，用作航海标 志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质 ，靠空气中的氧气
9、使铝不断氧化而产生电 流。 单击此处编辑母版标题样式 *25 单击此处编辑母版副标题样式 其电极反应式如下： 负极：4Al 12e- = 4Al3+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH- 总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3 这种电池的能量比普通干电池高20-50倍 ！ 8. 熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率化学电 池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工 业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同， 有多个不同的品种，如天然气、CO、-熔融 碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等，一般要在一 定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能工 作。 单击此处
10、编辑母版标题样式 *27 单击此处编辑母版副标题样式 下面以CO-Li2CO3 + Na2CO3-空气与 CO2型电池为例加以说明： 总反应式为：2CO + O2 = 2CO2 该电池的工作温度一般为6500C 负极反应式：2CO + 2CO32- -4e- = 4CO2 正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32 - 例3. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因 而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混 合气为阴极助燃气,制得在6500下工作的燃 料电池,完成有关的电池反应式: 负极反应式： 正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反式： 2CO+2CO32-4e- =4CO2 2CO+O2=2CO2 原电池电极反应式的书写注意事项 ： （1）负氧正还。 （2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极 方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷 守恒和质量守恒。 （3）要注意电极反应产物是否与电解质溶 液发生反应。 小结
