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文档简介
1、第四章电化学基础,第二节化学电源,2020年6月16日星期二,阅读教材74页思考 目前化学电池主要分为哪些大类别?性能等特征是什么?产生电能的基本原理是什么?与其他能源相比,化学电池的优点是什么?判断电池优缺点的标准主要是什么?(知识点1:化学电池,1)概念:将化学能转化为电能的装置,2)分类:也称为充电电池例:电池充电电池电池,3)优点:4)电池优缺点,多种形状和大小,不同容量和电压的电池和电池组制作,使用方便。易于维护,可以在各种环境下工作。能量,符号(Wh/kg),(wh/l),表示电池单位质量或单位体积可以输出的功率量,非功率,符号为W/kg,W/L, 位于中央的上方,用阳极填充带铜帽
2、的石墨,在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2、淀粉,填充MnO2的黑色粉末吸收阳极释放的H2,防止极化现象。 电极的总反应式如下:记录Zn 2m NO2 2n H4 cl=ZnCl 2mn 2o 3 2n H3 H2O每个电极的电极反应。原电池,实践:构建锌锰电池的电极反应和总化学反应方程。阴极333333433333333333333333333333354阳极3354333333333333333333333333333333333333333354总反应33333333333333333333333333333333333333333333333333333344-通常不健康_ _ _
3、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _猜猜电池的哪些组件起了作用?Zn-2e-=Zn2,2h4 2e-=2n H3 H2,H2 2MnO2=Mn2O3 H2O,锌缸变软,电池表面不平滑,MnO2,Zn 2m NO2 2h4cl=ZnCl 2mn2o 总电池反应方程式:2n h4cl Zn=ZnCl 2 2n H3H2缺点:在小功率发射过程中空气上升或泄漏;改进的碱性锌锰电池的优点:电流稳定,放电容量;时间增加了几倍,没有空气上升或泄漏。二氧化锰的用途,Zn 2MnO2 2H2O=2MnOOH Zn(OH)2,2,微型电池,
4、优点:高电压,稳定,低污染。用途:时钟、相机、心率调节器、hgo (s) Zn (s)=Hg (l) ZnO (s)、ag2o (s) Zn (s)=2ag阳极:用途:低质量、高能量(高于能源)、高生产力、高稳定电压、宽工作温度、高寿命、广泛应用于军事和航空领域。,8li-8e-=8li,3s OCL 2 8e-=6cl-so32-2s,铅蓄电池,镍镉电池,镍氢电池,锂离子电池.1 .铅蓄电池,1)阴极材料,阴极:PbO2,阴极:Pb,2)工作机制,电解质:H2SO4溶液,铅蓄电池是典型的可充电电池,电极反应分为放电和充电两个过程:二次电池,放电过程总反应:Pb 对铅蓄电池充电的反应是上述反应
5、的反过程Pb(s)PBO 2(s)2h2so 42 pbso 4(s)2h2o(l),充电过程,PbSO4(s) 2e-=Pb(s) 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全、可靠、价格低、其他辅助电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池.2,银锌电池,1970-1975,高级银锌,镍镉电池技术开发。1975-1983年,美国海军生产潜艇用银锌电池。1979-1987,为美国国家能源部门开发电动车的镍锌电池。1998-1992年,世界上最大的美国海军镍镉电池被用于核潜艇。银锌电池将充电和放电过程广泛地用作电器的电源。2Ag Zn(OH)2Ag2O Zn H2O,此电池放电时对阴极反应
6、的物质为()A.AgB.Zn(OH)2C。Ag2OD.Zn,D,电极反应:阴极:Zn-2e- 2OH-=Zn(OH)2,阳极:ag2o2-H2O=2ag 2oh-,3负极材料:用NiO2涂层,电解质:KOH溶液。反应式如下:请填写电极反应式。特点:比铅蓄电池更耐用,密封和可重复使用。镍镉可充电电池可能有以下反应:CD 2 nio (oh) 2oh、CD (oh) 2 2ni (oh) 2、a. CD、(a)、b. nio (oh)、d. ni (oh) 2目前燃料电池的能量转化率接近80%,大约是火力发电的两倍。这是因为火力发电释放的余热太多。燃料电池噪声和氧化硫、氮氧化物和其他废气污染接近零
7、。燃料电池是20世纪30年代末发明的,经过试验和错误,开始进入20世纪60年代。第一代燃料电池的大致情况如下。(c)燃料电池、氢氧燃料电池、新燃料电池、燃料电池不是将还原剂、氧化剂材料全部存储在电池中,而是在操作过程中持续向外投入电极反应产物,同时将电池、燃料电池,优点:能量转化率、可持续、环境亲和力、用途:航天器、应用前景、应用前景。 2 H2-4e-2 O2-=2h2o,O2 4e-=2 O2-,2 H2-4e-=4h,O2 4h 4e-=2h2o,是航空航天技术中使用的一种电池,具有高能量、轻便和用Pt制作电极,用KOH溶液电解质,其反应类似氢氧燃烧,称为氢氧燃烧电池。请写下每个电极的电
8、极反应。将氢转化为甲烷,用电极连接电极,然后将铂电路通过科赫溶液中的电极,将甲烷和氧通过两个电极,形成原电池。与甲烷的燃烧相似的反应,因此被称为燃料电池,根据对阳极反应的实体,非常_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _进入氧气的极_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,阴极,CH4-8e- 10OH-=CO32- 7H2O 1.电极反
9、应是遵循所有记录离子反应(如“分解”、“展平”)的规则的离子反应。3 .阴极电子损失氧化产物和阳极电子获得的还原产物与溶液的酸碱特性相关,例如4价c在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32 -形式存在。2.整顿阳极反应的电子得失误后,加起来得到总反应,从总反应中减去单极反应,得到另一个极反应。用途广泛的电池,“新6”用太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,相机专用电池,各种硬币电池,快速增长的环保电池是近几年开发、开发和运行的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镍镉电池的工作电压(12伏)相同,但使用稀土合金或TiNi合金储氢材料作为阴极活性材料,取代致癌物质镉,使其成为
10、环保电池。锂离子电池由阴极、阴极、有机电解质的插入锂金属氧化物组成,工作电压为36伏,因此,一个锂离子电池中有3个镍镉或镍金属氢化物相当。可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池的基础上开发的,应用了无水锌粉和新的添加剂,不仅保持原电池的电流放电特性,还可以充电数十到数百次。太阳能电池利用p-n结的光电效应将太阳能直接转换为电能,以满足用户的要求。这种发展具有不需要燃料、无污染、无噪音、简单可靠的运行、减少维护、短建周期等特点,已广泛应用于没有空间和常规能源的地区。绿色电池,电池开发方向,光伏使用的方便性,特别是近年来微半导体逆变器的迅速发展,推动了快速应用。美国、日本、欧洲和发展中国家发展方向,光伏
11、转换效率和稳定性大幅提高,成本降低,产业持续扩大。目前,在80多个国家和地区,商业化、反商业化生产能力、市场开拓空间向地面系统应用过渡。,教室摘要1,只有一个电极材料反应原电池:阴极:M-xe=Mx阳极:氢发生或氧吸收或沉淀不活动金属2,两个电极都参与反应的原电池(例如电池、钮扣电池)电极材料:金属为阴极,金属化合物为阳极。电子的得失发生在两个电极本身。电极反应应考虑电解质溶液的参与。3、电极材料本身不参与反应的电池(燃料电池)两种电极材料是惰性电极。阴极-可燃性气体损失电子,阳极-燃烧性气体释放电子。电极反应考虑电解质溶液。1,在含有H2S气体的空气中,银表面容易变黑(产生Ag2S),为了去
12、除银产品表面Ag2S,可以采用以下方法:在铝容器中加入盐溶液,将银器浸入盐溶液中,使银器与铝接触良好。随着时间的推移,银的表面变成银白色,闻着臭鸡蛋的味道,观察少量白色絮状物沉淀的生成,用电极反应式和离子方程式来表达上述过程。集成练习,Al-3e-=Al3,Ag2s 2e-=2ag S2-,2al 3d2s 6h2o=6ag 2al (oh) 3 3h2s,2,熔盐燃料电池的发电效率很高完成相关电池反应式:阴极反应式:2CO 2CO32-=4CO2 4e阳极反应式:总反应式:O2 4e- 2CO2=2CO32-,2CO O2=2CO2,3。锂电池是第一代新型高能电池,重视轻量化、高能量,目前开发了多种锂电池,锂电池的总反应是Li MnO2=LiMnO2,如下正确的是()a,Li是正极,电极反应是Li-e-=Li b,Li是负极铅酸电池充电时的反应:2pbso 4 2h2pb 2 2h2so 4法拉第常数:F=96500 c/mol 933;使用铅酸电池时发生的总
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