电化学基础化学电源课件

1、1、在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？ 电池化学电池太阳能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也有特殊应用。学与问1、在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池化学电池太学与问2、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？产生电能的基本原理是什么？化学电池与其他能源相比有哪些优点？判断电池的优劣标准主要是什么？学与问2、

2、目前化学电池主要分为哪几个大类？将化学能变成电能的装置（2）分类:一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池（3）优点:（4）电池优劣的判断标准:能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。比能量符号(Wh/kg)，(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短第二节 化学电源 （1）概念:将化学能变成电能的装置（2）分类:一次电池又称不可充电电池干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池形形色

3、色的电池干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池形形色色的电池“震动动力充电电池”勺水充电三维纳米结构电池尿液充电的电池 “震动动力充电电池”勺水充电三尿液充电的电池 1、干电池(普通锌锰电池）锌筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物练习：写出锌锰干电池的电极反应方程式。负极：正极：总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？_我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2 ， H2 +2MnO2=Mn2O3+H2O锌筒变软，电池表面变得不平整MnO2

4、 ZnCl2 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O(一) 一次电池1、干电池(普通锌锰电池）锌筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、2、碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOH(Zn)(MnO2)Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考该电池的正负极材料和电解质3、银-锌电池Ag2O + Zn+H2O = Zn(OH)2 + 2Ag负极：正极：Zn+ 2OH- -2

5、e- = Zn(OH)2Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH- 电池反应：碱性电池 2、碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOH(Z(二) 二次电池1、铅蓄电池 放电过程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s)正极：PbO2(s) + 4H+SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 氧化反应 还原反应负极：铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程正负极材料正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液充电过程：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42

6、- 还原反应阴极：阳极： 氧化反应接电源负极接电源正极2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H+ SO42-2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)铅蓄电池的充放电过程： 放电 充电(二) 二次电池1、铅蓄电池 放电过程：Pb(s)+Pb讨论：(2011全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是（ ） A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为

7、Fe B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2 C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D. 电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O讨论：(2011全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反另：镉镍电池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电充电负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。总反应式：试写出电池放电的电极反应式：负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-另：镉镍电池NiO2+Cd+2H2O 2、锂电池

8、 P43特点： “绿色”； 容量大； 电解液中不能有水讨论：（2010浙江）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是（ ）Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价该电池的电池反应式为：2Li+FeSLi2S+Fe负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+充电时，阴极发生的电极反应式为：2、锂电池 P43特点： “绿色”； 容量大；讨论3、燃料电池：大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原

9、电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的大致情况如下： 3、燃料电池：大有发展前景的燃料电池燃 料 电 池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 +

10、 2H2O + 4e-= 4OH-燃 料 电 池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 固体燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 固体燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负讨论:（2012四川）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有关说法正确的是（ ）检测时，电解质溶液中的H向负极移动若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.

11、48L氧气电池反应的化学方程式为：CH3CHO+O2=CH3COOH+H2O正极上发生的反应是：O2+4e+2H2O=4OH讨论:（2012四川）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检（1）负极发生氧化反应，正极发生还原反应 （负氧正还）。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。 原电池电极反应式的书写注意事项练习册 P3031（1）负极发生氧化反应，正极发生还原反应 原电池电极反应式的讨论：(11安徽)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海

12、水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是( ) A.正极反应式：AgCle=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C.Na不断向“水”电池的负极移动 D. AgCl是还原产物讨论：(11安徽)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池（3）铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应的化学方程式为： 。讨论：（2012江苏） （3）铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，讨1、仅有一个电极材料参与反应的原电池：负极：M-xe=Mx+正