选修四--化学电源-优质课.ppt

化学电源,第二节,高二化学组谢浩勇,1.组成原电池的条件,复习,2.原电池中正负极的判断,发明电池的故事,伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家.有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来.看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验.他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩.为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源。为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特,简称伏,符号V。,形形色色的电池,用途广泛的电池,用于汽车的铅蓄电池和燃料电池,化学电池,用途广泛的电池,用于“神六”的太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,摄像机专用电池,各式各样的纽扣电池,化学电池的分类,化学电池,一次电池,二次电池,燃料电池,是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池。,电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。,又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得再生，恢复工作能力，可多次重复使用。,阅读课文P74页并回答下列问题：,1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？,2、判断电池的优劣标准主要是什么？,能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可在各种环境下工作,单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短,普通锌锰干电池,优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短、电压下降快、放电后久置，电解质溶液流出腐蚀电器,一、一次电池,Zn+2OH2e=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH,总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,碱性电池,碱性锌锰电池：(-)ZnKOHMnO2(+),氢氧化氧锰,负极:,正极:,优缺点简析,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,其它一次电池,锌银电池、锂电池,锌银电池纽扣电池(-)ZnKOHAg2O(+),总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2AgZn+2OH-2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,负极(Zn)：,正极(Ag2O)：,锂电池,锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的r-MnO2作正极活性材料，电解质溶液是LiClO4溶于碳酸丙烯和二甲基氧乙烷的混合有机溶剂中，浓度为1mol/L，电池反应为：,负极的反应：Li-e-=Li+,正极的反应：Li+MnO2+e-=LiMnO2,电池总反应：Li+MnO2=LiMnO2,铅蓄电池,二、二次电池,总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)负极（Pb）Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极（PbO2）PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l),铅蓄电池放电的电极反应：,(-)PbH2SO4PbO2(+),思考：1、放电过程中溶液的Ph如何变化？2、放电过程中两个电极板质量如何变化？,阴极PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq),铅蓄电池充电的反应：,接电源负极,接电源正极,铅蓄电池的充放电过程：,优缺点简析,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、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池,小结：书写电极方程式注意事项,1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；2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；3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：Zn2+在碱性环境中以Zn(OH)2形式存在。,镉镍电池,镉镍电池总反应：,Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2,2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-,负极：,正极：,典例分析,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，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnOOH(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-2MnOOH+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,分析：,A、根据总反应可知Zn被氧化，为原电池的负极，故A正确；B、根据电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，可知反应中Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2，MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为2MnO2(s)+H2O(1)+2e-2MnOOH(s)+2OH-(aq)，故B正确；C、原电池中，电子由负极经外电路流向正极，故C错误；D、负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2，外电路中每通过0.2mol电子，消耗的Zn的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol65g/mol=6.5g，故D正确故选C,课堂回顾,化学电源,一次电池二次电池燃料电池,总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2负极：Zn+2OH2e=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH,总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)负极