2023學(xué)年完整公開課版《化學(xué)電源》

化學(xué)電源形形色色的電池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa極b極用途廣泛的電池用于“神六”的太陽能電池筆記本電腦專用電池手機專用電池攝像機專用電池各式各樣的紐扣電池紐扣電池化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池等鋰離子電池銀鋅蓄電池普通鋅錳干電池鋅銀紐扣電池化學(xué)電池的分類實驗設(shè)計1、請利用：Cu2AgNO3=CuNO322Ag的反應(yīng)原理，設(shè)計一個能產(chǎn)生電流的原電池裝置，并寫出兩個電極上的電極反應(yīng)。ACuCuSO4AgAgNO32、已知氧化還原反應(yīng)Cl2＋2I-=2Cl-＋I(xiàn)2，利用這一反應(yīng)設(shè)計一個原電池，畫出示意圖，標(biāo)出電極材料，電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式。正極：負(fù)極：2I-－2e-＝I2Cl22e-＝2Cl-KIACCCl2

3、已知氧化還原反應(yīng)n2MnO22H2O=2MnOOHnOH2以氫氧化鉀為電解質(zhì)溶液，利用這一反應(yīng)設(shè)計一個原電池，畫出示意圖，標(biāo)出電極材料，電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

氫氧化氧錳設(shè)計原電池的思路：1、電極材料（1）負(fù)極材料：如果還原劑是固體導(dǎo)體直接作負(fù)極，如果還原劑是電解質(zhì)溶液作離子導(dǎo)體，另選導(dǎo)電材料作負(fù)極（一般用C或Pt）（2）正極材料：如果氧化劑是固體導(dǎo)體直接作正極，如果氧化劑是電解質(zhì)溶液作離子導(dǎo)體，另選導(dǎo)電材料作正極（一般用C或Pt）2、離子導(dǎo)體：優(yōu)先由氧化劑或還原劑充當(dāng)，如果氧化劑或還原劑不能作離子導(dǎo)體，另選能導(dǎo)電的介質(zhì)。正極：Ag2OH2O2e-=2Ag2OH－負(fù)極：n2OH－-2e-=nOH2O互動練習(xí)1：以反應(yīng)：nAg2O=nO2Ag設(shè)計原電池，介質(zhì)為OH溶液，寫出電極反應(yīng)式。一、一次電池1普通鋅錳干電池鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和H2O等優(yōu)點：制作簡單、價格便宜缺點：放電時間短，電壓下降快2堿性鋅錳干電池優(yōu)點：比能量大提供較大電流并能連續(xù)放電缺點：一般不能充電，價格較貴互動練習(xí)2：以反應(yīng)：2H2O2=2H2O，以稀硫酸為介質(zhì)，寫出電極反應(yīng)式?；泳毩?xí)3：以反應(yīng)：2H2O2=2H2O，以O(shè)H溶液為介質(zhì)，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：2H2-4e-=4H正極：O24H4e-=2H2O負(fù)極:2H2-4e-4OH-=4H2O正極:O22H2O4e-=4OH-二、燃料電池氫氧燃料電池構(gòu)造1、構(gòu)造：（1）電極：兩極均為多孔隋性電極（Pt或C）；（2）可燃物和空氣（或氧氣）為兩極反應(yīng)物，總反應(yīng)相當(dāng)于可燃物與氧氣反應(yīng)；（3）中間有隔膜將兩極氣體隔開，防止爆炸，提高能量利用率。氫氧燃料電池二、燃料電池原理：酸性電解質(zhì)：（稀硫酸）負(fù)極：2H2-4e-=4H正極：O24H4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2O2=2H2O討論：溶液中離子如何移動？H穿過質(zhì)子膜移向正極區(qū)氫氧燃料電池二、燃料電池（NaOH溶液）原理：堿性電解質(zhì)負(fù)極:2H2-4e-4OH-=4H2O正極:O22H2O4e-=4OH-總反應(yīng):2H2O2=2H2O討論：隔膜還能用質(zhì)子交換膜嗎？如果不能用，用陽離子交換膜好還是用陰離子交換膜好？用陰離子交換膜較好燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑常用氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。（氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……）二、燃料電池負(fù)極：PbSO42--2e-=PbSO4正極：PbO24HSO42-2e-=2PbSO42H2O

互動練習(xí)：以反應(yīng)PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O設(shè)計原電池，以稀硫酸為介質(zhì)，寫出電極反應(yīng)式。可充電電池也稱為____電池，可以反復(fù)_____電和_____電，是電池發(fā)展的一個重要方向。二次放充可充電電池鉛蓄電池鋰電池二次電池三、二次電池1鉛蓄電池注意:充電時，蓄電池的正負(fù)極分別與外接電源的正負(fù)極連接缺點:比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境嚴(yán)重優(yōu)點:可反復(fù)充電、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉2其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池、鋰離子電池……優(yōu)點:體積小、比能量高、工作壽命長、不需要特殊維護二次電池—鉛蓄電池3、鋰電池鋰電池是一種高能電池，鋰作為負(fù)極，技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點。常用于電腦筆記本、手機、照相機、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動力電源。比能量高固體氧化物燃料電池單體主要組成部分由電解質(zhì)、陽極或燃料極、陰極或空氣極和連接體組成。若以氫氣為負(fù)極燃?xì)?，試寫出兩極電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式（-）H2-2e-O2-=H2OO24e-=2O2-總反應(yīng)：2H2O2=2H2O3、固體氧化物燃料電池甲烷CH4—空氣燃料電池，以多孔鎳板為電極,以固體氧化物為電解質(zhì)，總反應(yīng)式為：CH42O2=CO22H2O試寫出該電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)式。學(xué)以致用4、熔融碳酸鹽燃料電池試寫出兩極電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式-H2-2e-CO32-=H2OCO2O22CO24e-=2CO32-總反應(yīng)：2H2O2=2H2O甲烷CH4—空氣燃料電池，以多孔鎳板為電極,以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，正極為充有CO2的空氣作為助燃?xì)?，總反?yīng)式為：CH42O2=CO22H2O試寫出該電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)式。學(xué)以致用甲烷CH4—空氣燃料電池，以多孔鎳板為電極，溶于硫酸溶液中，總反應(yīng)式為：CH42O2=CO22H2O試寫出該電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)式。負(fù)極：CH42H2O-8e-=CO28H；正極：O24H4e-=2H2O電池工作時，溶液的pH為（變大、變小，不變）變大學(xué)以致用甲烷CH4—空氣燃料電池，以多孔鎳板為電極，溶于OH溶液