高中化学化学电源

1、 原电池的设计原电池的设计:（1） 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: . 正极正极: . CuSO4溶液溶液CuFeCu2+2e- =CuFe-2e - = Fe2+（2） 将氧化还原反应：将氧化还原反应：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正

2、极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: . 正极正极: . Cu-2e - = Cu2+2Fe3+2e- =2Fe2+FeCl3溶液溶液CuC（4） 将氧化还原反应：将氧化还原反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 设计成一个原电设计成一个原电池。池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: . 正极正极: . NaOH溶液溶液AlC6H2O+6e- =3H2+ 6OH2Al-6e- +8OH=2AlO2+4H2O锂电池锂电池化学电源化学电源: :1 1、一次电池（如干电池

3、）、一次电池（如干电池）: :用过后不能复原用过后不能复原2 2、二次电池（如蓄电池）、二次电池（如蓄电池）: :充电后能继续使用充电后能继续使用3 3、燃料电池、燃料电池1、一次性锌锰干电池、一次性锌锰干电池普通锌锰电普通锌锰电池池锌锰锌锰电池电池南孚电池南孚电池 特点：特点：电压为电压为1.5V，价格便宜，电量较好，价格便宜，电量较好，储存时间长，温度适储存时间长，温度适应条件好，用途广泛。应条件好，用途广泛。普通锌普通锌- -锰干电池的结构锰干电池的结构锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和CNH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等锌锰干电池的电极反应锌锰干电池的电极反应负极负极：Zn 2e-

4、 - = Zn2+2NH4 4+ 2e- = 2NH3+H2总反应总反应：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H22MnO2+ H2 = 2MnO(OH)ZnCl2+ 2NH3 = Zn(NH3)2Cl2正极正极： 银锌电池银锌电池钮扣电池钮扣电池 该电池使用寿命较长，广该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和和Zn，电解质为，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：溶液。其电极反应式为：负极负极：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)2 正极正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌银锌纽纽扣电池扣电池总反应总反

5、应：Zn+ Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag2、二次电池二次电池 放电放电充电充电铅蓄电池铅蓄电池（1）电极材料及原料）电极材料及原料（2）电解质溶液：）电解质溶液：（3）电极反应式：）电极反应式：正极：正极：PbO2 负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极负极（Pb）: Pb-2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O正极正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应：总反应： 放电放电充电充电 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转

6、换器能量转换器”优点：优点：效率高、无污染，装置可持续使用效率高、无污染，装置可持续使用 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3、新型燃料电池、新型燃料电池燃料电池燃料电池常见的燃料电池有常见的燃料电池有氢氧燃料电池氢氧燃料电池、甲烷燃料电池甲烷燃料电池、铝铝- -空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。优点：效率高无污染装置可持续使用氢氧燃料电池氢氧燃料电池(1)(1)碱性介质碱性介质正

7、负两极正负两极都是铂电极或活性炭电极，有催化性能都是铂电极或活性炭电极，有催化性能电解液电解液一般为一般为40%的的KOH溶液溶液2H2 + 4OH-4e- 4H2O 正极：正极：O2+2H2O+4e- 4OH- 2H2 + O2 2H2O电池总反应式：电池总反应式：负极：负极：有水生成有水生成电解质溶液的电解质溶液的PHPH将变小将变小（2 2）酸性介质）酸性介质正负两极正负两极仍是铂电极或活性炭电极，有催化性能仍是铂电极或活性炭电极，有催化性能电解液电解液为为H2SO4等时等时, , 负极：负极：2H2 -4e- =4H+ 正极：正极：O2+4H+4e- =2H2O 总反应式：总反应式：2

8、H2+O2 =2H2O有水生成有水生成电解质溶液的电解质溶液的PHPH将增大将增大小结：小结：氢氧燃料电池氢氧燃料电池电极反应电极反应总反应：总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电

9、池总反应；池总反应；（2）写出正极的电极反应式）写出正极的电极反应式(一般较简单一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。式得负极的电极反应式。 CH4、O2、NaOH组成的燃料电池组成的燃料电池1.燃烧总化学反应燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反应：燃料电池总反应：3.正极：正极：4.负极：负极：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O甲醇甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及燃料电池是由甲醇和氧气及强碱强碱电解质溶电解质溶液构成的新型手机电池，电量可达现用镍氢或液构成的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电