高中化学选修四化学电源

化学电源第四章电化学1.普通锌锰电池碱性电池

镍镉电池小型高性能燃料电池

镍氢电池

纽扣电池索尼数码相机锂电池2.化学电源的分类：

一次电池：电池中的反响物质在进行一次电化学反响〔放电〕之后就不能再次使用了，即无法充电再使用〔只能废弃而不能再生〕。这样的电池，叫做一次电池。废弃的一次电池必须妥善处理，否那么会造成矿产资源的极大浪费和环境污染。二次电池：可以屡次反复使用，放电后可以充电复原再重新放电的电池，也称蓄电池、可充电电池。三、连续电池：又称燃料电池。3.１、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响物质进行一次氧化复原反响并放电之后，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，可屡次重复使用．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

4.２、化学电池优点：P74〔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。5.电池的总反响：Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)1、干电池(普通锌-锰电池〕

干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。一、一次电池6.干电池电极:Zn为负极,碳棒为正极电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。电极方程式：负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正极：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O7.碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反响：电解质：KOH——Zn——MnO2Zn+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．8.银锌电池Zn为负极,Ag2O为正极电解液:KOH溶液电极反响式:负极:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2正极:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－总反响式:Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2电池特点:比能量高、电压高、储存时间长、工作温度宽等优点.9.Li电池:负极:Li,正极可以是:CuO、FeS2、MnO2、C等;无机溶剂亚硫酰氯SOCl2在炭极上发生复原反响.电解液是由四氯铝化锂LiAlCl4溶解于亚硫酰氯中组成.它的总反响是锂与亚硫酰氯发生反响,生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。(-)8Li－8e-=8Li+;(+)3SOCl2+8e-=6Cl-+2S+SO32-总反响：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S10.二、二次电池------蓄电池〔1〕铅蓄电池正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反响式；分析电子转移情况及电解质溶液浓度的变化情况。11.铅蓄电池:电极：Pb为负极,PbO2为正极.电解液:30%的H2SO4溶液电极反响式:放电时：为原电池负极(Pb)：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4正极(PbO2)PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O总电池反响:PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O充电时：为电解池阴极(Pb)：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42-阳极(PbO2)PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－总电解反响:2PbSO4＋2H2O＝PbO2＋Pb＋2H2SO4通电12.燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。

酸性电解质：负极：2H2-4e-==4H+正极：O2+4H++4e-==2H2O总反应：2H2+O2==2H2O三、燃料电池(1)氢氧燃料电池13.碱性电解质的氢氧燃料电池：航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用Pt做电极，KOH溶液做电解液，因其反响与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。请写出电极反响及电池反响式；假设将氢气换成甲烷、甲醇，写出电极反响及电池反响式。14.氢氧燃料电池(1)电极:Pt制作的惰性电极(2)电解质溶液:KOH溶液反响原理:

碱性电解质负极:2H2-4e-+4OH-==4H2O正极:O2+2H2O+4e-==4OH-总反响:2H2+O2==2H2O15.

电极反应：负极：CH4+10OH-

－8e-=CO32-+7H2O

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应式：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O(2)以甲烷作燃料的燃料电池

电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。(3)以甲醇作燃料的燃料电池电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。电极反响：负极：2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-总反响式：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O16.燃料电池的规律①燃料做负极，助燃剂氧气为正极②电极材料一般不参加化学反响，只起传导电子的作用。③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。燃料电池与前几种电池的差异：①氧化剂与复原剂在工作时不断补充；②反响产物不断排出17.电极反响式的书写：1.给出总反响式，写电极方程式。以反响2H2+O2==2H2O，电解质溶液为KOH为例。〔1〕根据总反响方程式，列出总式两边各元素化合价变化和电子转移情况。H:从H2的0价变为H2O的+1价失电子氧化反响O:从O2的0价变为H2O的-2价得电子复原反响失电子，发生氧化反响的为负极：H2变为H2O,由总反响可知，有4个氢原子从0价变为+1价，故负极失去4个电子。负极：2H2-4e-==4H+18.〔2〕根据电解质溶液的酸碱性，用H+、OH-或其他离子配平，使两边电荷总数相等。

负极：

2H2-4e-+4OH-==4H2O〔注意：电子带负电荷，在碱性溶液中，电极反响式不出现H+〕同样的道理，正极O2得到相同的电子数量4个，转化为OH-

正极:O2+2H2O+4e-==4OH-〔注意：当反响中生成物与反响物H和O元素的个数无法配平时，可以尝试添加H2O到反响中进行配平。〕19.总结：各类电极反响式的一般书写步骤：1.列出物质，标出各元素价态变化，判断电子得失，断定正负极。2.选离子，配电荷。根据电解质溶液的酸碱性，用H+、OH-或其他离子配平，使两边电荷总数相等。3.配个数，巧用水。当反响中生成物与反响物H和O元素的个数无法配平时，可以尝试添加H2O到反响中进行配平。

4.两式加，验总式。20.电极反响式的书写：2.根据装置书写电极反响式，首先判断该电池所依据的化学反响，从而确定2个半反响〔即电极反响〕如：氢氧燃料电池，电解质溶液为酸性溶液总反响：2H2+O2==2H2O酸性装置原理分析：负极室通入H2，它在Pt电极上被催化分解为H原子，再失去电子成为H+进入电解质溶液，透过薄膜，进入正极室；在正极室通入O2，经过Pt电极的催化，O2、H+在正极上放电生成H2O.负极:2H2-4e-==4H+正极:O2+4H++4e-==2H2O21.1.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650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反响式:负极反响式：2CO+2CO32--4e-==4CO2正极反响式：_________________，电池总反响式：_______________。解析：作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧.此题中CO为复原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反响式为：2CO+O2==2CO2。用总反响式减去电池负极反响式,就可得到电池正极反响式：O2+2CO2+4e-=2CO32-O2+2CO2+4e-=2CO32-

2CO+O2=2CO222.解析:KOH电解液,总反响－负极反响,得正极反响：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq).电子由Zn负极通过外电路到正极.1molZn失2mol电子,外电路中每通过O.2mol电子,Zn的质量理论上减小6.5g.故答案为C项。2.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-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池