第二课时_发展中的化学电源

1、化学能与电能（二）化学能与电能（二）原电池原电池发生发生失失电子电子的的氧化反应氧化反应发生发生得得电子电子的的还原反应还原反应（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）Zn片：片： Zn 2e- = Zn2+Cu片：片：2H+2e- = H2 （铜片在这里起（铜片在这里起传导电子传导电子的作用）的作用）电极反应式：电极反应式：Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2电极反应总式：电极反应总式： ZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4原电池的工作原理：原电池的工作原理：1.在右图所示的装置中，在右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，的金属性比氢要强

2、，b为碳棒，为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是关于此装置的各种叙述不正确的是( ) A. 碳棒上有气体放出，碳棒上有气体放出， 溶液的溶液的pH增大增大 B. a是正极，是正极，b是负极是负极 C. 导线中有电子流动，导线中有电子流动， 电子从电子从a极流到极流到b极极 D. a极上发生了氧化反应极上发生了氧化反应B原电池正、负极的判断方法原电池正、负极的判断方法加快反应速率(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。使化学反应加快。(2)应

3、用：实验室中用应用：实验室中用Zn和稀和稀H2SO4制取制取H2时，通常时，通常滴入几滴滴入几滴CuSO4溶液。原因是溶液。原因是Zn与置换出的与置换出的Cu构构成原电池，加快了反应的进行。成原电池，加快了反应的进行。二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源 发展中的化学电源发展中的化学电源化学电池化学电池一次性电池：如干电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等电池等燃料电池：氢氧燃料电池燃料电池：氢氧燃料电池二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源：Zn-2e- = Zn 2+ ：2NH4+ +2e- = 2NH3+ + H2 ：Zn+2NH4+

4、=Zn 2+2NH3+H2 2NH4+2MnO2 + 2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O负极负极（锌筒）（锌筒）正极正极（石墨）（石墨）总反应总反应1.干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早的化学电池，使用最早的化学电池，属于一次性电池。属于一次性电池。讨论讨论 干电池用久后干电池用久后会有什么现象？试解会有什么现象？试解释出现这种现象的原释出现这种现象的原因。因。干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4C

5、l、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还和淀粉作电解质溶液，还填充填充MnO2的黑色的黑色粉末吸收正极放出的粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。，防止产生极化现象。试判断该电池的正负极，写出电极反应方程式。试判断该电池的正负极，写出电极反应方程式。应用应用 广泛用于卡式录广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。具、袖珍电视机等。使用寿命长，不易泄使用寿命长，不易泄漏漏2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池最早使用的充电电池最早使用的充电电池正极材料上涂正极材料上涂有棕褐色的有棕褐色的PbOPbO2

6、2，负极材，负极材料是海绵状的料是海绵状的金属铅，两极金属铅，两极浸在浸在H H2 2SOSO4 4溶液溶液中。试判断该中。试判断该电池的正负极，电池的正负极，写出电极反应写出电极反应式。式。2.充电电池充电电池（又称二次电池，能够重复）（又称二次电池，能够重复）铅蓄电池的反应原理铅蓄电池的反应原理负极：负极： Pb - 2e- +SO42- = PbSO4正极：正极：PbO2+4H+ SO42- +2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：PbO2 PbH2SO4= 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电镍镉充电电池镍镉充电电池密封、体积小、寿命长。密封、体积小、寿命长。镉（镉（Cd）作负

7、极，作负极，NiO（OH）作正极。）作正极。以以KOH作电解质作电解质。但镉有毒。但镉有毒。2NiO(OH)+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 充电充电放电放电写出电极反应式。写出电极反应式。负极负极(Cd)正极正极(NiO(OH)Cd 2e + 2 OH = Cd(OH)2 2NiO(OH) +2e + 2H2O = 2Ni(OH)2 + 2 OH锂离子充电电池锂离子充电电池 优点：质量轻、容量大、放电时间长。优点：质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池，锂作为负极，锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压技术含量高，有质量轻、体积小、电

8、压高、工作效率高和寿命长等优点。常用高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。博器、火箭、导弹等的动力电源。 3. 燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物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，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从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池不断排出电池 氢氧燃料电池反应氢氧燃料电池反应:负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- +4OH 4H2O正极（正极（Pt）: O2 +4e- +2H2O 4OH(1)KOH作

9、导电液作导电液(2)H2SO4作导电液作导电液负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- 4H+正极（正极（Pt）: O2 + 4e- + 4H+ 2H2O总反应总反应: 2H2+ O2 2H2O使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车 银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：电和放电过程可以表示为： 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn2Ag+Zn（OH）2 Ag2O +Zn+H2O充电充电放电放电D（）（）a a极是（）极

10、，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（）（）（）b b极是（）极，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（ ）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳个电极均由多孔碳制成，通入的气体在制成，通入的气体在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在电并在电 极表面放电。极表面放电。负负2 2- -e e- - + 4OH+ 4OH- - = 4H= 4H2 2O O正正 O O2 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答：

11、回答： ( (燃料电池燃料电池) )宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：为：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，试写出电解质溶液为盐酸时的电，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和电解质溶液的极反应式，并指出各电极和电解质溶液的PHPH值的变化，值的变化，若电解质溶液为若电解质溶液为KOHKOH时又如何？时又如何？1 1、电解质为盐酸时：、电解质为盐酸时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- - 4H4H PHPH值变小值变小 正极：正极：O O2 24H4H4e4e- -2H2H2 2O PHO PH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变大值变大2 2、电解质为、电解质为KOHKOH时：时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- -4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值变小值变小 正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e- -4OH4OH PHPH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变小值变小练习：练习：写出甲烷燃料电池