原电池第二课时

1、第第3节节 化学能转化为电能化学能转化为电能原电池原电池第第2课时课时 化学电源化学电源燃料电池燃料电池干电池干电池蓄电池蓄电池二、化学电源二、化学电源（各类电池）（各类电池）纽扣电池纽扣电池手机电池手机电池1.一次电池（如干电池）一次电池（如干电池）: :用过后不能复原用过后不能复原干电池干电池锌锰锌锰普通普通干电池干电池酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池负极材料：负极材料：正极材料：正极材料：电解质：电解质：Zn 锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C酸性锌酸性锌- -锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 等等1.1. 锌锰干电池锌锰干电池 目前常见的一次锌锰干电池分为目前常见的一次锌

2、锰干电池分为 性和性和 性两种性两种.酸酸碱碱MnO2，CNH4Cl ,ZnCl2负极负极: Zn-2e- = Zn2+正极正极:2NH4+2e- = 2NH3+ H2它具有一些致命的它具有一些致命的缺点缺点: 如新电池会发生自放电而使存放时间缩短、如新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。放电后电压下降较快等。碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，结构如图结构如图138所示，所示， 其电极反应为：其电极反应为：Zn +2OH- - 2e- =ZnO+H2O2.二次电池（如铅蓄电池）二次电池（如铅蓄电池）: :用过后充电能够复

3、原用过后充电能够复原铅蓄电池铅蓄电池负极材料：负极材料：Pb正极材料：正极材料：PbO2电电 解解 质：质： H2SO4铅蓄电池构造：铅蓄电池构造：放电过程放电过程原电池原电池负极：负极：Pb + SO42- 2e- = PbSO4 （氧化反应）氧化反应） 正极：正极： PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O （ 还原反应）还原反应）放电过程总反应：放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O充电过程充电过程电解池电解池阴极：阴极： PbSO4+2e-=Pb+SO42- （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：PbSO4+2H2O-

4、2e-=PbO2+4H+SO42- （氧化反应）（氧化反应）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放电放电充电充电二次电池在充电过程中电源与原电池电极的接法二次电池在充电过程中电源与原电池电极的接法正接正、负接负正接正、负接负3.新型燃料电池新型燃料电池我国自主研发的燃料电池车我国自主研发的燃料电池车神舟六号燃料电池发电系统神舟六号燃料电池发电系统氢氧燃料电池氢氧燃料电池电池总反应为：电池总反应为： 2H2 + O2 = 2H2O 【思考思考】根据总反应

5、分析氢氧燃料电池的电极反应根据总反应分析氢氧燃料电池的电极反应物及电极反应？物及电极反应？电极材料：电极材料： 均为石墨电极均为石墨电极00+1-2负极反应物：负极反应物：H2正极反应物：正极反应物：O2在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：总反应：总反应：总反应：总反应：负极：负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O正极：正极：2O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-负极：负极：2H2 - 4e- = 4H+正极：正极：2O2 + 4H+ 4e- = 2

6、H2O3.新型燃料电池新型燃料电池原理：原理：工作时发生的仍然是氧化还原反应，燃料在负工作时发生的仍然是氧化还原反应，燃料在负 极反应，氧气在正极反应极反应，氧气在正极反应特点：特点：工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断排出电池同时将电极产物不断排出电池。优点：优点：能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点【练习练习】1.请写出甲烷燃烧的化学方程式。请写出甲烷燃烧的化学方程式。2.如果设计一个甲烷燃料电池，请分别写出该电池在如果设计一个甲烷燃料电池，请分别写出该电池在H2SO4做电解质和做电解质和KOH做电解质时的电极反应式。做电解质时的电极反应式。CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O 思路：思路： 总反应为？正极反应为？则负极总反应为？正极反应为？则负极=总总正正甲烷燃料电池在甲烷燃料电池在KOH做电解质时总反应式为：做电解质时总反应式为：CH4 + 2O2 + 2OH = CO32 + 3H2O -40-2+4-2负极：负极： CH4 - 8e-+ 10OH- = CO32- + 7H2O 正极：正极： 2O2 + 8e-+ 4H2O = 8OH-负极负极= 总反应总反应正极正极【