化学能与电能第二课时

1、化学能与电能化学能与电能第二课时第二课时学生活动学生活动 判断下列组合能否形成原电池，若能形成判断下列组合能否形成原电池，若能形成请指出正负极：请指出正负极： Mg-Al-HCl溶液、溶液、 Mg-Al-NaOH溶液溶液 Al-Cu- NaOH溶液、溶液、 Al-Cu- 浓浓HNO3溶液溶液把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负为负极；极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡，极上

2、产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为为( )( ) A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a 练练 习习思考与交流思考与交流实验室制备氢气时，为什么用粗锌而不实验室制备氢气时，为什么用粗锌而不同纯锌？同纯锌？原电池原理的应用原电池原理的应用 比较金属的活泼性：比较金属的活泼性： 原理：活泼性强的做负极，活泼性弱的做原理：活泼性强的做负极，活泼性弱的做正极。正极。 加快化学反应

3、的进行（反应速率）：加快化学反应的进行（反应速率）： 原理：氧化反应和还原反应分别在两极进原理：氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中粒子运动时相互间的干扰小。行，溶液中粒子运动时相互间的干扰小。 常见化学电源有哪些类型？常见化学电源有哪些类型？ 干电池的构造是什么；正负极和电解质溶液分干电池的构造是什么；正负极和电解质溶液分别是什么；有哪些用途？别是什么；有哪些用途？ 什么是充电电池；充电电池有哪些类型；有哪什么是充电电池；充电电池有哪些类型；有哪些特点；铅蓄电池的构造什么，正负极材料及些特点；铅蓄电池的构造什么，正负极材料及电解质溶液分别是什么？电解质溶液分别是什么？ 什么是燃料电池，燃

4、料电池有哪些优点；氢氧什么是燃料电池，燃料电池有哪些优点；氢氧燃料电池的电极材料和电解质溶液分别什么燃料电池的电极材料和电解质溶液分别什么 ？ 废旧电池是否应该回收，为什么？废旧电池是否应该回收，为什么？思考与交流思考与交流空气电池空气电池锂电池锂电池 上图是锌锰干电池上图是锌锰干电池 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运体积小、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而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的酸性变为离子导电性更好的碱性，负极也由的酸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，使放电电锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高

5、。流大幅度提高。铅蓄电池铅蓄电池负极负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4正极正极:PbO2+4H+SO42- +2e-=PbSO4+2H2O总反应总反应:Pb+PbO2+2H2SO4= PbSO4+2H2O放电放电镍镉电池 镍镉电池体积小，便于携带，寿命镍镉电池体积小，便于携带，寿命长。电池的废弃物会严重污染环境。长。电池的废弃物会严重污染环境。镍氢电池镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉并且对环境无污染。镍

6、氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。电池要贵好多，性能比锂电池要差。锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电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。负极相比较，使用寿命大大延长。新型燃料电池新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全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界输入，同时将电极反应产物不断排出电池负极负极:2H24e- +4OH- =4H2O正极正极:O2+2

7、H2O+4e- =4OH-总反应总反应:2H2+O2=2H2O电极电极:多孔镍多孔镍 电解质电解质:KOH电池对环境的影响电池对环境的影响 废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。我国废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。我国是世界上头号干电池生产和消费大国，有资料表明，我是世界上头号干电池生产和消费大国，有资料表明，我国目前有国目前有1400多家电池生产企业，多家电池生产企业，1980年干电池的生年干电池的生产量已超过美国而跃居世界第一。产量已超过美国而跃居世界第一。1998年我国干电池年我国干电池的生产量达到的生产量达到140亿只，而同年世界干电池的总产量约亿只，而同年世界干电池

8、的总产量约为为300亿只。如此庞大的电池数量，使得一个极大的问亿只。如此庞大的电池数量，使得一个极大的问题暴露出来，那就是如何让这么多的电池不去破坏污染题暴露出来，那就是如何让这么多的电池不去破坏污染我们生存的环境。据我们调查，废旧电池内含有大量的我们生存的环境。据我们调查，废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃，重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃，腐败的电池会破坏我们的水源，侵蚀我们赖以生存的庄腐败的电池会破坏我们的水源，侵蚀我们赖以生存的庄稼和土地，我们的生存环境面临着巨大的威胁。稼和土地，我们的生存环境面临着巨大的威胁。电池对环境的影响电池对环境的

9、影响 如果一节一号电池在地里腐烂，它的有毒物质能使一平方米的土如果一节一号电池在地里腐烂，它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值；扔一粒纽扣电池进水里，它其中所含的有毒物地失去使用价值；扔一粒纽扣电池进水里，它其中所含的有毒物质会造成质会造成60万升水体的污染；废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、万升水体的污染；废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等，其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。而镍、镍、锌、锰等，其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。而镍、锌等金属虽然在一定浓度范围内是有益物质，但在环境中超过极锌等金属虽然在一定浓度范围内是有益物质，但在环境中超过极限，也将对人体造成危害。废

10、旧电池渗出的重金属会造成江、河、限，也将对人体造成危害。废旧电池渗出的重金属会造成江、河、湖、海等水体的污染，危及水生物的生存和水资源的利用，间接湖、海等水体的污染，危及水生物的生存和水资源的利用，间接威胁人类的健康。废酸、废碱等电解质溶液可能污染土地，使土威胁人类的健康。废酸、废碱等电解质溶液可能污染土地，使土地酸化和盐碱化，这就如同埋在我们身边的一颗定时炸弹。因此地酸化和盐碱化，这就如同埋在我们身边的一颗定时炸弹。因此,对废旧电池的收集与处置非常重要，如果处置不当，可能对生态对废旧电池的收集与处置非常重要，如果处置不当，可能对生态环境和人类健康造成严重危害。随意丢弃废旧电池不仅污染环境，环

11、境和人类健康造成严重危害。随意丢弃废旧电池不仅污染环境，也是一种资源浪费。有人算了一笔帐以全国每年生产也是一种资源浪费。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电亿只电池计算，全年消耗池计算，全年消耗15.6万吨锌，万吨锌，22.6万吨二氧化锰，万吨二氧化锰，2080吨铜，吨铜，2.7万吨氯化锌，万吨氯化锌，7.9万吨氯化铵，万吨氯化铵，4.3万吨碳棒。万吨碳棒。 电池对环境的影响电池对环境的影响 汞的毒性汞的毒性 汞即我们俗称的汞即我们俗称的“水银水银”，是一种常温下为液体的物质，是一种常温下为液体的物质，可以阻止电池中阴极金属锌的氧化，这一作法提高了电池可以阻止电池中阴极金属锌的氧化，这一作

12、法提高了电池的贮存寿命。因此，早在以前采用的锌做阴极度的电池几的贮存寿命。因此，早在以前采用的锌做阴极度的电池几乎都有一定量的汞做防腐剂。但是汞和汞的化合都具有神乎都有一定量的汞做防腐剂。但是汞和汞的化合都具有神经毒性，对内分泌系统，免疫系统等也有不良影响，它会经毒性，对内分泌系统，免疫系统等也有不良影响，它会引发人的口齿不清、步态不稳、四肢麻痹，最后导致全身引发人的口齿不清、步态不稳、四肢麻痹，最后导致全身痉挛，精神失常而死。随着科技的进步，电池开始逐渐实痉挛，精神失常而死。随着科技的进步，电池开始逐渐实行低汞化和无汞化，汞的代替品表面活性剂行低汞化和无汞化，汞的代替品表面活性剂Forafa

13、c氟化聚氟化聚合物，在防止锌的腐蚀上取得了良好的效果。长期以来，合物，在防止锌的腐蚀上取得了良好的效果。长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒物质我国在生产干电池时，要加入一种有毒物质汞或汞的汞或汞的化合物。化合物。电池对社会和环境的影响电池对社会和环境的影响 镉的毒性镉的毒性 镉不是人体所必需的痕量元素，新生婴儿体内并没有镉，而是镉不是人体所必需的痕量元素，新生婴儿体内并没有镉，而是随着年龄的增长，逐渐累积起来的。镉具有肾毒性，它所致的随着年龄的增长，逐渐累积起来的。镉具有肾毒性，它所致的肾损伤是不可逆的。同时肾损伤后还可能继发骨质疏松、软骨肾损伤是不可逆的。同时肾损伤后还可能继发骨质

14、疏松、软骨症和骨折。在症和骨折。在1993年，国际抗癌联盟就将镉定为年，国际抗癌联盟就将镉定为IA级致癌物。级致癌物。基于以上原因，许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池而镍氢基于以上原因，许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池而镍氢电池已取代镉镍电池，避免了镉的使用。而我国的绝大多数电电池已取代镉镍电池，避免了镉的使用。而我国的绝大多数电池生产企业仍用镉作为生产电池的原料，使得电池的危害进一池生产企业仍用镉作为生产电池的原料，使得电池的危害进一步加大。步加大。 废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不象垃圾、废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不象垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以没有得到应有的重视。目前，我国以成为电池生产和消费所以没有得到应有的重视。目前，我国以成为电池生产和消费的大国，废电池污染是迫切需要解决的一个重大环境问题。的大国，废电池污染是迫切需要解决的一个重大环境问题。 电池对社会和环境的影响电池对社会和环境的影响 尽管先进的科技已给了我们正确的指向，尽管先进的科技已给了我们正确的指向，但