第四章第二节 化学电源

第四章电化学基础第二节化学电源发明电池的故事伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。发明电池的故事

一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。

化学电池的分类一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生；燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。一、一次电池1、碱性锌锰电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应不可逆)一次电池碱性锌锰干电池总反应：2MnO2＋2H2O＋Zn＝Zn(OH)2＋2MnOOH负极是Zn、正极是MnO2

、电解质是KOH正极：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)22、银锌纽扣电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag负极是Zn、正极是Ag2O、电解质是KOH正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2二、二次电池能量：化学能电能放电充电蓄电池放电过程工作原理正极：PbO2PbO2＋2e－＋SO42－＋4H

＋＝PbSO4＋2H2O负极：PbPb－2e－＋SO42－＝PbSO4总反应：

Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O

（难溶于水）2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4放电充电放电过程为化学电池！镍镉电池：负极：Cd正极：NiO(OH)电解质：KOH镍镉电池应用：收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等缺点：如不会回收会严重污染环境锂锂电池：可充电的绿色电池负极：应用：常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中，此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。三、燃料电池燃料O2

电解质溶液电极材料：多孔铂或碳棒

电解质溶液：KOH等强碱、H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液1、燃料电池的构成氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。负极：2H2-4e-＝4H+正极：O2+4H++4e-＝2H2O总反应：2H2+O2＝2H2O负极：正极：总反应：2H2+4OH－－4e-＝4H2OO2＋2H2O＋4e-＝4OH－2H2＋O2＝2H2O负极是Pt、正极是Pt、电解质是H2SO4负极是Pt、正极是Pt、电解质是KOH

②再写正极反应：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－酸性①先写总反应：燃料在氧气中的燃烧2、燃料电池的电极反应的书写若有CO2生成，且电解质为强碱时，考虑CO2+2OH—=CO32—+H2OO2＋4H+＋4e－＝2H2O碱性③最后写负极反应：总反应减去正极反应常见燃料：H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等电池的优点①能量转化率较高②供能稳定可靠③可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电池及电池组④使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作衡量电池优劣的指标比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，符号(W·h)