2023学年完整公开课版《化学电源》

化学电源形形色色的电池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa极b极用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池纽扣电池化学电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池等锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池化学电池的分类实验设计1、请利用：Cu2AgNO3=CuNO322Ag的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。ACuCuSO4AgAgNO32、已知氧化还原反应Cl2＋2I-=2Cl-＋I2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。正极：负极：2I-－2e-＝I2Cl22e-＝2Cl-KIACCCl2

3、已知氧化还原反应n2MnO22H2O=2MnOOHnOH2以氢氧化钾为电解质溶液，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。负极：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

氢氧化氧锰设计原电池的思路：1、电极材料（1）负极材料：如果还原剂是固体导体直接作负极，如果还原剂是电解质溶液作离子导体，另选导电材料作负极（一般用C或Pt）（2）正极材料：如果氧化剂是固体导体直接作正极，如果氧化剂是电解质溶液作离子导体，另选导电材料作正极（一般用C或Pt）2、离子导体：优先由氧化剂或还原剂充当，如果氧化剂或还原剂不能作离子导体，另选能导电的介质。正极：Ag2OH2O2e-=2Ag2OH－负极：n2OH－-2e-=nOH2O互动练习1：以反应：nAg2O=nO2Ag设计原电池，介质为OH溶液，写出电极反应式。一、一次电池1普通锌锰干电池锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2

和H2O等优点：制作简单、价格便宜缺点：放电时间短，电压下降快2碱性锌锰干电池优点：比能量大提供较大电流并能连续放电缺点：一般不能充电，价格较贵互动练习2：以反应：2H2O2=2H2O，以稀硫酸为介质，写出电极反应式。互动练习3：以反应：2H2O2=2H2O，以OH溶液为介质，写出电极反应式。负极：2H2-4e-=4H正极：O24H4e-=2H2O负极:2H2-4e-4OH-=4H2O正极:O22H2O4e-=4OH-二、燃料电池氢氧燃料电池构造1、构造：（1）电极：两极均为多孔隋性电极（Pt或C）；（2）可燃物和空气（或氧气）为两极反应物，总反应相当于可燃物与氧气反应；（3）中间有隔膜将两极气体隔开，防止爆炸，提高能量利用率。氢氧燃料电池二、燃料电池原理：酸性电解质：（稀硫酸）负极：2H2-4e-=4H正极：O24H4e-=2H2O总反应：2H2O2=2H2O讨论：溶液中离子如何移动？H穿过质子膜移向正极区氢氧燃料电池二、燃料电池（NaOH溶液）原理：碱性电解质负极:2H2-4e-4OH-=4H2O正极:O22H2O4e-=4OH-总反应:2H2O2=2H2O讨论：隔膜还能用质子交换膜吗？如果不能用，用阳离子交换膜好还是用阴离子交换膜好？用阴离子交换膜较好燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂常用氧气）的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……）二、燃料电池负极：PbSO42--2e-=PbSO4正极：PbO24HSO42-2e-=2PbSO42H2O

互动练习：以反应PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O设计原电池，以稀硫酸为介质，写出电极反应式。可充电电池也称为____电池，可以反复_____电和_____电，是电池发展的一个重要方向。二次放充可充电电池铅蓄电池锂电池二次电池三、二次电池1铅蓄电池注意:充电时，蓄电池的正负极分别与外接电源的正负极连接缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境严重优点:可反复充电、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉2其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂电池、锂离子电池……优点:体积小、比能量高、工作寿命长、不需要特殊维护二次电池—铅蓄电池3、锂电池锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。比能量高固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体组成。若以氢气为负极燃气，试写出两极电极反应式及总反应式（-）H2-2e-O2-=H2OO24e-=2O2-总反应：2H2O2=2H2O3、固体氧化物燃料电池甲烷CH4—空气燃料电池，以多孔镍板为电极,以固体氧化物为电解质，总反应式为：CH42O2=CO22H2O试写出该电池的正负极的电极反应式。学以致用4、熔融碳酸盐燃料电池试写出两极电极反应式及总反应式-H2-2e-CO32-=H2OCO2O22CO24e-=2CO32-总反应：2H2O2=2H2O甲烷CH4—空气燃料电池，以多孔镍板为电极,以熔融碳酸盐为电解质，正极为充有CO2的空气作为助燃气，总反应式为：CH42O2=CO22H2O试写出该电池的正负极的电极反应式。学以致用甲烷CH4—空气燃料电池，以多孔镍板为电极，溶于硫酸溶液中，总反应式为：CH42O2=CO22H2O试写出该电池的正负极的电极反应式。负极：CH42H2O-8e-=CO28H；正极：O24H4e-=2H2O电池工作时，溶液的pH为（变大、变小，不变）变大学以致用甲烷CH4—空气燃料电池，以多孔镍板为电极，溶于OH溶液