第三中学高中化学化学电源

第四章电化学基础第二节化学电源【学习目标】1.了解化学电源的分类。2.熟悉几种常见化学电源的组成及工作原理，会熟练书写电极反应式。3.了解化学电源的广泛应用及废旧电池对环境的危害及处理方法。化学电源［学与问］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导思一、阅读课文P.74页并回答下列问题1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2、判断电池的优劣标准主要是什么？3、目前化学电池主要分哪几大类？二、常见的化学电池1．一次电池(1)普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2

和炭黑。电极反应式：负极反应：____________________________； 正极反应：______________________________。总反应：Zn+2NH4++2MnO2＝Zn2++Mn2O3+2NH3↑＋H2O(2)碱性锌锰电池： ①组成：正极：_________________；负极：______________；电解质：_______________。 ②工作原理：负极反应：_______________________________________； 正极反应：______________________________________。 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)（氢氧化氧锰）＋Zn(OH)2。该电池的优点、缺点_____________________________________________。(3)银锌电池①组成：负极：__________，正极：____________，电解质：_______________。 ②工作原理：负极反应：______________________________________； 正极反应：_______________________________________。 电池反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。该电池的优点、缺点_____________________________________________。

(4)锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：

______________________________________；正极：

____________________________。用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。2．二次电池(以铅蓄电池为例)(1)组成：正极：________；负极：____；电解质：__________。(2)工作原理：铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。①放电过程总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O负极：________________________；正极：____________________________________________；②充电过程的总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。阴极(与电源负极相连)：_________________________________(还原反应)；阳极(与电源正极相连)：________________________________________(氧化反应)。该电池的优点、缺点_____________________________________________。3．燃料电池(1)工作原理①连续地将______________和____________________的化学能直接转换成电能。②燃料电池的电极本身_______氧化还原反应，只是一个催化转化元件。③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出。１、化学电池分类化学电池一次电池二次电池燃料电池定义例子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．又称充电电池或蓄电池在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用．是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池．干电池：电池中的电解质溶液制成胶体，不流动，故称干电池．铅蓄电池、锌银蓄电池、镍镉电池、锂离子电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池。如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池一、化学电池小型高性能燃料电池

２、化学电池优点（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。（２）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。（３）易维护，可在各种环境下工作。３、判断电池优劣的标准

（１）比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（２）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（3）电池的储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。二、一次电池普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2

和炭黑。电极反应式：负极：Zn-2e－＝Zn2+正极：2NH4++2e－+2MnO2＝

Mn2O3+2NH3↑＋H2O总反应：Zn+2NH4++2MnO2＝

Zn2++Mn2O3+2NH3↑＋H2O碱性锌锰干电池：活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2

和炭黑。电极反应式：负极：Zn-2e－

+2OH-

＝Zn(OH)2正极：2MnO2+2e－+2H2O＝

2MnOOH+2OH-总反应：Zn+2MnO2+2H2O＝

2MnOOH+Zn(OH)2优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。缺点：不能充电使用。银锌电池总反应式:

Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2

电极反应式:

负极:Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2

正极:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-

电解液:KOH溶液

这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。

锂电池用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。三、二次电池铅蓄电池：①放电时电极反应式：负极：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O②充电过程的总反应：

2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋2H2SO4。Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境。燃料O2

电解质溶液电极材料：多孔性镍、铂电解质溶液：KOH等强碱、H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液四、燃料电池燃料电池氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。

总反应：2H2+O2＝2H2O

负极：2H2-4e-＝4H+

正极：O2+4H++4e-＝2H2O

酸性电解质：碱性电解质:负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

中性电解质:负极:2H2-4e-=4H+

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

议甲烷燃料电池：写出分别在①酸性、②碱性、③固体电解质（高温下能传导O2-）、④熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）介质中的电极方程式。①电解质溶液：H2SO4负极：CH4+2H2O–8e-==CO2+8H+正极：2O2+8H++8e-==4H2OCH4+2O2==CO2+2H2O展评②电解质溶液：KOH负极：CH4+10OH-–8e-==CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4+2O2+2OH-==CO32-+2H2O③电解质：固体电解质（高温下能传导O2-）负极：CH4+4O2-–8e-==CO2+2H2O正极：2O2+8e-==4O2-CH4+2O2==CO2+2H2O④电解质：熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）负极：CH4+4CO32-–8e-==5CO2+2H2O正极：2O2+4CO2+8e-==4CO32-CH4+2O2==CO2+2H2O注意：1．确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；2.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则；3．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；减少污染节约资源小结：化学电源1、一次电池2、二次电池3、燃料电池——锌锰干电池——铅蓄电池——氢氧燃料电池掌握每一类典型电池的正负极、电极反应；了解每一类电池的优缺点；对其它电池有初步的认识1、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:

根据此反应式判断，下列叙述中正确的是() A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大

B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原

D．电池放电时，H2是负极C检电池总反应：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2

负极：H2+2OH--2e-=2H2O正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-2、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：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋下列有关说法正确的是(

)。A.检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为：

CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD.正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C3、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—