化學(xué)電源 微課

化學(xué)電源生活經(jīng)驗(yàn)在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應(yīng)用嗎？電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鉛蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池等?；瘜W(xué)電池太陽能電池原子能電池交流總結(jié)廣泛應(yīng)用于通訊、交通、文化、辦公及家用電子產(chǎn)品。高科技、軍事、生產(chǎn)行業(yè)也有特殊應(yīng)用?！舅伎肌竣倌壳盎瘜W(xué)電池主要分為哪幾個大類？在性能等方面它們各有什么特點(diǎn)？產(chǎn)生電能的基本原理是什么？②化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？③判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？知識點(diǎn)1：化學(xué)電池1)概念:將化學(xué)能變成電能的裝置2)分類:①一次電池又稱不可充電電池——如：干電池②二次電池又稱充電電池——蓄電池③燃料電池3)優(yōu)點(diǎn):4)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn):①能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。②可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。③易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。①比能量［符號(W·h/kg)，(W·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少②比功率[符號是W/kg，W/L)]指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小③電池的儲存時(shí)間的長短1、電池材料堿性鋅錳電池正極：MnO2負(fù)極：Zn2、工作原理負(fù)極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖電解質(zhì)：KOH一、一次電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)23、特點(diǎn)缺點(diǎn)：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴優(yōu)點(diǎn)：

比能量和儲存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電總結(jié)感悟鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和H2O等問題探究正極(MnO2和C)鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和H2O等電池總反應(yīng)負(fù)極(Zn)Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+ZnCl2+2NH3Zn–2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）2MnO2+2NH4++2e-=2MnOOH+2NH3（還原反應(yīng)）普通鋅錳干電池2、迷你型電池

優(yōu)點(diǎn)：電壓高、穩(wěn)定，低污染。

用途：手表、相機(jī)、心率調(diào)節(jié)器

HgO（S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S）

Ag2O（S）+Zn（S）=2Ag（l）+ZnO（S）1、鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極：

；正極：

。用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S習(xí)題導(dǎo)學(xué)2、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應(yīng)式為：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s下列說法錯誤的是()A

電池工作時(shí)，鋅失去電子B

電池正極電極反應(yīng)式為：

2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC

電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D

外電路中每通過02mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小65gC習(xí)題導(dǎo)學(xué)3、人造地球衛(wèi)星使用一種高能電池—銀鋅電池，其電池的電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-

=

2Ag+2OH-，根據(jù)此判斷氧化銀是（

）A.負(fù)極，被氧化

B.正極，被還原C.負(fù)極，被還原

D.正極，被氧化B習(xí)題導(dǎo)學(xué)二、二次電池鉛蓄電池1、電池材料正極：PbO2負(fù)極：Pb2、工作原理電解質(zhì)：H2SO4溶液鉛蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個過程交流總結(jié)放電過程總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)

Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)負(fù)極：(1)放電過程鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程交流總結(jié)(2)充電過程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)陰極：陽極：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+H+(aq)+SO42-(aq)接電源負(fù)極接電源正極充電過程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)放電充電3、特點(diǎn)缺點(diǎn)：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉交流總結(jié)4、“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()A.電池反應(yīng)中有NaCl生成B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三個鋁離子

C.正極反應(yīng)為：NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動B習(xí)題導(dǎo)學(xué)5、2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應(yīng)為:LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D．放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移C習(xí)題導(dǎo)學(xué)大有發(fā)展前景的燃料電池

燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零；燃料電池發(fā)明于19世紀(jì)30年代末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到20世紀(jì)60年代才開始進(jìn)入實(shí)用階段。第一代燃料電池的

大致情況如下：

(三)燃料電池三、燃料電池酸性氫氧燃料電池1、電池材料正極室：通氧氣負(fù)極室：通氫氣電解質(zhì)：H2SO4溶液（氧化劑）（燃料）使用鉑電極交流總結(jié)電解液H2O2e-2e-氫氣氧氣H+

OH-A

負(fù)極正極O2H2H2O2、工作原理2H2-4e-=2H+負(fù)極：正極：O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2OH+

OH-交流總結(jié)①氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源缺點(diǎn)：體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對環(huán)境好3、燃料電池與前幾種電池的區(qū)別交流總結(jié)書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如＋4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在）；2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；6、航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+

，則其正極反應(yīng)式為

。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為

。O2+4e-+4H+=2H2O

2H2-4e-+4OH-=4H2O

燃料電池的規(guī)律①燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用習(xí)題導(dǎo)學(xué)7、氫氣是燃料電池中最常見的燃料，使用方便，但受到價(jià)格和來源的限制，所以常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如甲烷、汽油等。寫出將圖中氫氣換成甲烷時(shí)所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式：此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式：

KOH溶液CH4O2H2Oa

bCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O習(xí)題導(dǎo)學(xué)筆記本電腦專用電池?cái)z像機(jī)專用電池微型混合燃料電池用于“神六”的太陽能電池生活解讀減少污染節(jié)約資源生活解讀本課小結(jié)化學(xué)電源一次電池二次電池燃料電池鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鋰離子電池鋅銀紐扣電池1、在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易變黑（生成了Ag2S），為了除去銀器表面Ag2S，可采用如下方法：在一個鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好．過一段時(shí)間，銀器表面變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，請用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程．鞏固練習(xí)Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S?2、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極燃?xì)?，制得?5℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO23.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+B、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+C、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－2e-=Li2+B4、1991年我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電