化學(xué)電源（共張）

第2課時化學(xué)電源用于“神六”的太陽能電池小型高性能燃料電池各式各樣的紐扣電池［學(xué)與問］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？電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(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產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置1、化學(xué)電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點？2、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？3、目前化學(xué)電池主要分哪幾大類？是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，又稱連續(xù)電池。又稱充電電池或蓄電池。放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用。電池中的反應(yīng)物質(zhì)進行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用?；瘜W(xué)電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池一次電池——鋅錳干電池：負極n：n–2e-=n2正極石墨：2NH42e-=2NH3H2鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等酸性鋅錳干電池：缺點：鋅錳干電池即使不用，放置過久，也會失效。堿性鋅-錳干電池電解質(zhì)：KOH負極：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴優(yōu)點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)21．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，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，電池總反應(yīng)式為:ns2MnO2sH2Ol=nOH2sMn2O3s下列說法錯誤的是（）A．電池工作時，鋅失去電子B．電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2sH2O12e—=Mn2O3s2OH—aqC．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．電子，C【練習(xí)】2．Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2。請回答下列問題：1電池的負極材料為________，發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________；2電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________________。鋰4Li－4e－=4Li＋2SOCl24e－=4Cl－SSO23、熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-Cl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為:ol電子,理論上生成207gPbD常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉(zhuǎn)D鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池……3、鉛蓄電池：1正負極材料正極：PbO2負極：Pb2工作機制電解質(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二次電池：放電過程總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OPbSO42--2e-=PbSO4正極：PbO24HSO42-2e-=PbSO42H2O負極：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。②充電過程PbSO42e-=PbSO42-陰極：陽極：PbSO42H2O-2e-=PbO24HSO42-充電過程總反應(yīng)：2PbSO42H2O===PbPbO22H2SO4通電【練習(xí)1】汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時其電池反應(yīng)如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（）A．Pb是正極B．電池放電時，溶液酸性增強C．負極反應(yīng)是PbSO42--2e-=PbSO4D．PbO2得電子，被氧化C【練習(xí)2】已知鎳鎘蓄電池，正極鎳上有NiOH3，負極主要是鎘含有一些鐵，所用電解質(zhì)為OH溶液。放電時的電極反應(yīng)式是（根據(jù)電極反應(yīng)在空格上填寫電極名稱）：：Cd2OH－-2e-=CdOH2，：2NiOH32e－=2NiOH22OH－電池總反應(yīng)式：Cd2NiOH3=CdOH22NiOH2負極正極P同導(dǎo)55變式訓(xùn)練2三、燃料電池——氫氧燃料電池-Pt│H2│H│O2│Pt負極Pt：2H2-4e-=4H正極Pt：O24H4e-=2H2O電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O-Pt│H2│OH-│O2│Pt負極Pt：2H2-4e-4OH-=4H2O正極Pt：O22H2O4e-=4OH-電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O工作原理P同導(dǎo)55變式訓(xùn)練3①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；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：體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對環(huán)境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規(guī)律燃料電池與前幾種電池的差別：①燃料做負極，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。3．2010·安徽高考某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關(guān)說法正確的是A．電子通過外電路從b極流向a極B．b極上的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e－=4OH－C．每轉(zhuǎn)移01mol電子，消耗112L的H2D．H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極D化學(xué)電池的組成組成負極正極電解質(zhì)

電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)電子流向反應(yīng)類型能導(dǎo)電的物質(zhì)還原性較強的物質(zhì)多是金屬電極本身氧化性較強的物質(zhì)酸溶液堿溶液鹽溶液或熔融液小結(jié)流出電子流入電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1．確定原電池的正負極，弄清正負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；2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．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)；書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：4．負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；5．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。練習(xí)1、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。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負極反應(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O22H2O4e-=4OH-，則其負極反應(yīng)可表示為：______________________。O24e-4H=2H2O2H2-4e-4OH-=4H2O練習(xí)3、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和碳氫化合物，如：甲烷、汽油等。