化学电池-完整版PPT

1、 与金属活动性顺序表讨论一组问题1. 如果将Zn电极换成Fe电极，值将如何变化？2. 欲使置换能力升高即升高，电极材料如何变换？降低呢？3. 如果将H2SO4稀释，值将如何变化？4. 如果将H2SO4溶液换成同浓度的CuSO4溶液，值将如何变化？5. 是否金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？锌片石墨电解质干电池构造负极正极 化学电源离子浓度与干电池的电动势 1. 如果将干电池的电池反应简单表示为：Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2 请从平衡移动的角度分析， 如何改变离子浓度使电动势增大？ 2. 实际使用过程中，是否有NH3和H2放出？ 它们如何“消失”？Zn生成Zn(NH3)2

2、2+、 H2与MnO2反应Mn2O3+H2O（降低Zn2+离子的浓度、增加NH4+的浓度） 3. 不改变Zn取材，如何使它在作电极时变活泼？化学电源（Zn片改为Zn粉，反应面积成倍增加，放电电流大幅度提高） 锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,还原产物为Mn2O3 ,电解质是KOH溶液，其放电曲线如图所示：请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点？化学电源负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极：2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH 总： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3工作电动势稳定太阳能电

3、池核电池燃料电池银-锌电池碱性蓄电池浓差电池 请考虑，废旧干电池，有汞污染的问题，如何解决？(开发新电池)新电池 化学电源蓄电池镍氢（MH-Ni) 电池电池反应：1/2H2 + NiOOH = Ni(OH)2 负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O 正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-负极： Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正极： PbO2 + 4H+ SO42- + 2e- =PbSO4 + 2H2O电池反应：PbO2 + Pb +2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O燃料电池燃料电池燃料电池介质电池反应： 2H2 + =

4、 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-燃料电池介质左边多一个氧原子左边少一个氧原子酸性+ 2H+ H2O+ H2O 2H+中性+ H2O 2OH- + H2O 2H+碱性+ H2O 2OH-+ 2OH- H2O结合氧原子结合氧原子结合氧原子提供氧原子提供氧原子提供氧原子固体燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 - 4e

5、- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 心脏起博器中用了这样一个原电池(示意图)： 已知人体血液的pH值在7.357.45之间。将心脏起博器，植入如图红色区域静脉血管内，请写出电极反应式并分析其工作原理。放出电脉冲进行工作Zn-负极，Pt-正极；人体体液作电解质，溶解氧做氧化剂。负极反应：2Zn-4e+4OH-=2Zn(OH)2 正极反应：O2+4e+2H2O=4OH-电池反应：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2 化学电源风力发电地热发电生活垃圾发电核电潮汛发电发电请考虑，化学电池有污染，这个问题如何

6、解决？（开发新能源） 化学电池与新能源 光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧气，写出化学方程式。6CO2（g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) + O2 (g) 光、叶绿体设想将写成的反应式倒过来，可设计成一个原电池，产生电流。这样，我们通过正逆反应，就从太阳能产生了电能。写出这种原电池的电极反应。该电池的电动势为1.24V，设有一长满绿藻的正方形游泳池，边长10m，在平均光照度下每 12 面积上可按上述原电池产生1mA 电流，求该游泳池产生的总电力。负极： C6H12O6+ 6H2O 24e- = 6CO2 +24H+正极： O2 + 4 H+ +4 e- = 2H2

7、O1.241102104=1.24Kw化学电池的创新设想 1. 反应由Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，变成 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 因为Fe的还原性比Zn弱， 置换能力下降。 与金属活动性顺序表 使升高，就使负极的还原性增强，或者说使两极的还原性差距增大。 2. 与金属活动性顺序表 3. H2SO4稀释以后， Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 反应平衡逆向移动， 反应能力下降。 与金属活动性顺序表 4.反应变为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu， 结论:其它条件一定时，电极材料和电解质材料影响了的大小 因为Cu2+的氧化性比同浓度的H+强，反应能力增强。 与金属活动性顺序表 负极： Al+ 4OH3e- =Al O2 +2H2O 正极：2H2O + 2 e- = H2+ 2OH 总：2Al+ 2OH +