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1、化学电源 众兴中学高二化学组 化学电源 一次电池 干电池最常见 二次电池 可充电电池 蓄电池 燃料电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 锂离子电池 银锌蓄电池 普通锌锰干电池 银锌纽扣电池 一 化学电源的分类 一 一次电池 干电池 石墨棒是正极 在石墨棒周围填满MnO2和炭黑的混合物 并用离子可以通过的长纤维纸作隔膜 在隔膜外是调成糊状的氯化铵 作为电解质溶液 锌筒为干电池外壳 它作为负极 锌筒 负极 Zn s 2e Zn2 aq 碳棒 正极 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O电池总反应为 Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 Mn2O3 2NH3 H2O 1 普通电
2、池 优点 制作简单 价格便宜 缺点 放电时间短 电压下降快 练 写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式 负极 正极 总反应 通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了 我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生 请推测可能是干电池中的什么成分起了作用 Zn 2e Zn2 2NH4 2e 2NH3 H2 Zn 2NH4 Zn2 2NH3 H2 锌筒变软 电池表面变得不平整 MnO2 2 碱性锌 锰干电池 缺点 多数只能一次使用 不能充电 价格较贵 优点 比能量和储存时间有所提高 适用于大电流和连续放电 3 银锌钮扣电池 正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 负
3、极 Zn 2OH 2e ZnO H2O 总反应 Zn Ag2O ZnO 2Ag 优点 电压高 稳定 低污染 用途 手表 相机 心率调节器等 pH变化 负极 减小 正极 增大 三 二次电池 充电电池 蓄电池 1 铅蓄电池 放电过程总反应 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O Pb SO42 2e PbSO4 正极 PbO2 4H SO42 2e 2PbSO4 2H2O 氧化反应 还原反应 负极 放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 充电过程 PbSO4 2e Pb SO42 还原反应 阴极 阳极 PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO42 氧化反应 接电源负
4、极 接电源正极 充电过程总反应 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程 Pb PbO2 2H2SO42PbSO4 2H2O 缺点 比能量低 笨重 废弃电池污染环境 优点 可重复使用 电压稳定 使用方便 安全可靠 价格低廉 其它二次电池 镍镉电池 镍氢电池 银锌电池 锂离子电池 2 银锌蓄电池 负极 Zn 2e 2OH Zn OH 2 正极 Ag2O 2e H2O 2Ag 2OH 3 镍镉电池 负极材料 Cd 正极材料 涂有NiO2 电解质 KOH溶液 反应式如下 写出放电时的电极反应式 特点 比铅蓄电池耐用 可密封反复使用 负极 Cd 2e 2OH Cd O
5、H 2 正极 NiO2 2e 2H2O Ni OH 2 2OH 练习1 镍氢电池可以取代会产生镉污染的镉镍电池 氢镍电池的总反应是根据此反应式判断 下列叙述中正确的是A 电池放电时 电池负极周围溶液的pH不断增大B 电池放电时 镍元素被氧化C 电池充电时 氢元素被还原D 电池放电时 H2是负极 CD 4 镍氢电池 练习2 06江苏 锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池 该电池具有能量密度大 电压高的特性 锂离子电池放电时的电极反应式为 负极 C6Li xe C6Li1 x xLi C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料 正极 Li1 xMO2 xLi xe LiMO2 LiMO2表示含锂的过
6、渡金属氧化物 下列有关说法正确的是A 锂离子电池充电时电池反应为C6Li Li1 xMO2 LiMO2 C6Li1 xB 电池反应中 锂 锌 银 铅各失去1mol电子 金属锂所消耗的质量最小C 锂离子电池放电时电池内部Li 向负极移动D 锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1 x xLi xe C6Li 5 锂离子电池 BD 燃料电池汽车 燃料电池汽车 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换成电能的化学电池 氢气 烃 肼 甲醇 氨 煤气燃料电池 1 氢氧燃料电池 中性负极 2H2 4e 4H 正极 O2 2H2O 4e 4OH 总反应 2H2 O2 2H2O 碱性电解质
7、负极 2H2 4e 4OH 4H2O正极 O2 2H2O 4e 4OH 总反应 2H2 O2 2H2O 酸性电解质 负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4H 4e 2H2O 总反应 2H2 O2 2H2O 使用氢氧燃料电池动力的法国产标致TAXI 练习3 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 CH4 10OH 8e CO32 7H2O CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 2 固体燃料电池 2H2 4e 2O2 2H2
8、O O2 4e 2O2 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 练习4 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率 因而受到重视 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质 CO为阳极燃气 空气与CO2的混合气为阴极燃气 制得在650 下工作的燃料电池 完成有关的电池反应式 负极反应式 2CO 2CO32 4e 4CO2正极反应式 总反应式 O2 4e 2CO2 2CO32 2CO O2 2CO2 3 熔融盐燃料电池 5 1991年我国首创以铝 空气 海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功 该灯以海水为电解质溶液 靠空气中氧使铝不断氧化产生电流 只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的
9、闪光 其能量比干电池高20到50倍 运用所学的化学知识 推测该新型电池两极上可能发生的电极反应 负极正极 4Al 12e 4Al3 3O2 6H2O 12e 12OH 4 海水电池 总反应式 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 练习1 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 锌 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 A 电池工作时 锌失去电子B 电池正极的电极反应式为 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D 外电路中每通过0 2mol电子 锌的质量理论上减小6 5g C 五 电池的污染和回收 1 电池中含有大量的重金属 酸 碱等物质 2 一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水 相当于一个人一生的饮水量一节一号电池烂在地里 能使一平方米的土地失去利用价值 并造成永久性公害 3 电池的回收 再见
