第1章第3节化学能转化为电能-电池第2课时

第3节化学能转化为电能——电池

第2课时化学电源山东省诸城市龙城中学普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池各种各样的电池我们所学的原电池的缺点：实用电池的特点：反应一段时间后，铜极上聚集了许多氢气泡，把铜极与硫酸隔开就不再产生电流，且携带不方便。能产生稳定且具有较高电压的电流；安全且携带方便；能适用特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生影响小。（3）燃料电池又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。化学电源分类（2）可充电电池也称二次电池，在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。（1）一次电池电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。【问题1】一次电池——锌锰干电池（1）酸性锌锰干电池中可能发生的电池反应为：Zn+2NH4+=2NH3↑+H2↑+Zn2+根据发生的反应请判断该电池的正负极，两极上发生反应的物质分别是什么？（2）碱性锌锰干电池：判断两极，写出电极反应。Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2负极：正极：Zn＋2OH－-2e－=ZnO+H2OMnO2

+2H2O

+2e-=Mn(OH)2+2OH－

【问题2】该电池在放电和充电时发生的反应为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，（1）根据放电时发生的反应，判断放电时两极上发生反应的物质。（2）写出两极上发生的电极反应。二次电池--------铅蓄电池2、二次电池--------铅蓄电池负极（Pb）:Pb+SO42--2e-=PbSO4正极：PbO2+SO42-+4H+

+2e-

=PbSO4+2H2O电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O请写出铅蓄电池放电（原电池）时的电极反应请写出铅蓄电池充电(电解池)时的电极反应。阳极(PbO2):PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-阴极(Pb):PbSO4+2e-=Pb+SO42-电解反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充电放电铅蓄电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(1)放电时，负极反应：____________________,一段时间后溶液的c(H+)将变______。(2)充电时，阴极反应_____________________,一段时间后溶液的c(H+)将变______。(3)若放电时转移0.4mol电子，消耗硫酸

mol。放电充电Pb+SO42--2e-=PbSO4PbSO4+2e-=Pb+SO42-0.4mol变小变大【问题2】燃料电池--------氢氧燃料电池总反应：2H2+4OH-

－4e－=4H2O（1）碱性氢氧燃料电池还原反应PH增大氧化反应PH减小负极：2H2O＋O2＋4e－=4OH-正极：电解质溶液PH变小2H2＋O2=2H2O【问题2】燃料电池--------氢氧燃料电池负极：正极：优点：能量转化率高、可持续使用、无污染。（2）酸性氢氧燃料电池2H2–4e-=4H+氧化反应PH减小O2

+4H++4e-=2H2O还原反应PH增大总反应：2H2＋O2=2H2O电解质溶液PH变大探讨:1.用两根Pt丝做电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入CH4和O2,可形成燃料电池，该电池反应：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O正极反应:_____________________负极反应：____________________2.一种甲醇燃料电池是用Pt作电极，在稀硫酸中直接加入CH3OH后，同时向另一极通入空气。（1）该电池放电时发生的反应：___________;正极：_____________,负极：___________；（2）电解质中的H+向_________极移动;燃料电池有许多优点，主要两点：_____、______。（3）若将稀硫酸改为KOH溶液，则电池总反应：__________________________,正极：___________,负极：_______________。2.我国首创的以铝-空气-海水电池为能源的新型的海水标志灯已研制成功。这种电池以取之不尽的海水作电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流，只要把灯放在海水中数分钟，就会发出耀眼的光，其能量比干电池高20-60倍，试推测这种电池的基本结构。_______是负极，______是正极。电极反应：负极

________________________正极_________________________Al石墨4Al-12e-=4Al3+6H2O+3O2+12e-=12OH-3.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得在6500C下工作的燃料电池。负极:2CO+2CO32--4e-=4CO2正极_______________________总反应式_______________________O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO24.有人设计Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的电源。它依靠体内体液中含有一定量的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。请写出两极反应。5.实验室用足量的纯锌和一定量的稀硫酸反应制氢气，反应十分缓慢，在酸中加少许________，反应就可迅速进行。电工操作中规定，不能将铜丝与铝丝拧在一起接入线路中，因为____________________。心脏起搏器负极：正极：2Zn-4e-=2Zn2+O2+4e-+4H+=2H2O总反应：2Zn+O2+4H+=2Zn2++

2H2OCuSO4溶液会形成原电池，加速Al的腐蚀5.镍-镉（Ni-Cd)电池发生如下反应：Cd+NiO(OH)2+H2O===Cd(OH)2+Ni(OH)2,下列判断正确的是（）A.NiO(OH)2是电池的负极B.放电时Cd是电池的负极C.充电时Ni(OH)2发生氧化反应D.正极反应为Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO(OH)2+

H2O放电充电

B.C6.常用的纽扣电池是银锌电池，其电极分别为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,电极反应分别为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,根据上述条件，下列判断正确的是（）A.Zn是正极，Ag2O为负极B.Zn是负极，Ag2O为正极C.总反应为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnOD.工作时，原电池负极区溶液的pH值增大

B.C废旧电池要进行回收，回收的主要目的是：1.废电池渗出的重金属离子，主要是Hg2＋离子，会造成地下水源和土壤的污染。2.废旧电池中的有色金属是宝贵的自然资源。污染中的“五毒”HgCd镉Pb铅Cr铬As砷燃料电池减少污染节约资源8、氢氧燃料电池总反应为：2H2+O2=2H2O,若电解质溶液为KOH，其正极反应为__________________________