化學電源公開課

第三單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化第二課時化學電源潘彬1.了解電池的一般分類；2.掌握幾種典型電池的用途和特點；3.掌握幾種典型化學電池的電極反應化學電池的反應原理。教學目標：化學電池干電池（一次電池）充電電池（二次電池）燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池（Pb-PbO2-H2SO4）氫氧燃料電池鋰離子電池鎳鎘蓄電池普通鋅錳干電池化學電池的分類甲烷燃料電池電池的分類干電池用鋅制桶形外殼作負極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作電解質(zhì)溶液。電極總的反應式為：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O4負極————————————————正極————————————————Zn-2e-=Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2，H2+2MnO2=Mn2O3+H2O一、一次電池普通Zn-Mn干電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負極材料為Zn，還原產(chǎn)物為MnOOH,電解質(zhì)是KOH溶液，總：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH請寫出電極反應式并分析其工作原理。堿性Zn-Mn干電池負極：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-

=2MnO（OH）

+2OH－

總反應：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO（OH）銀鋅紐扣電池特點與應用：

銀鋅紐扣電池的容量比普通的干電池大得多，電流大，放電電壓平穩(wěn)，工作電壓是1.6伏。銀鋅電池體積小、重量輕，已廣泛用于小型電子計算器、高級儀表、宇航、火箭、潛艇等方面。電極反應負極：Zn-2e-+2OH-

=Zn(OH)2正極：Ag2O+H2O+2e-=2OH-+2Ag鋅銀鈕扣電池總反應：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池……鉛蓄電池：電壓2.0V1)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，其電極反應分為放電和充電兩個過程二、二次電池8放電過程總反應：Pb(s)+SO42--2e-=PbSO4(s)正極：PbO2(s)+4H++SO42-+2e-=PbSO4(s)+2H2O

氧化反應

還原反應負極：放電過程思考：在放電過程鉛蓄電池內(nèi)部PH值變化？鉛蓄電池充電的反應則是上述反應的逆過程9Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、汞、錳等。據(jù)專家測試，一節(jié)一號電池爛在地里，能使１萬平方米的土壤永久失去利用價值；一粒紐扣電池可使600噸水無法飲用，相當于一個人一生的飲水量。廢舊電池的回收利用

電池回收

變廢為寶

功在當代

利在千秋堆積如山的廢舊電池，時刻威脅我們的環(huán)境廢舊電池進電池回收站大有發(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行電化學反應時釋放出來的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因為火力發(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30年代末，經(jīng)反復試驗、改進，到20世紀60年代才開始進入實用階段。第一代燃料電池的

大致情況如下：

三、燃料電池12二、新型綠色環(huán)保燃料電池車優(yōu)點：效率高無污染裝置可持續(xù)使用總反應：2H2+O2=2H2O負極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+4e-+2H2O

=4OH-

KOH溶液1.氫氧燃料電池

這是一種高效、低污染的新型電池，主要用于航天領域。其電極材料一般為活化電極，具有很強的催化活性，如鉑電極、活性碳電極等。電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液?？偡磻?H2+O2=2H2O負極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+4e-+4H+=2H2OH2SO4溶液2H2+O2===2H2O點燃燃料電池工作原理

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池。

優(yōu)點：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用練習：根據(jù)甲烷燃料電池總方程式，寫出（電解質(zhì)溶液為酸性溶液）電極反應式：總反應：CH4+2O2===CO2+2H2O電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液總反應：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O正極：2O2+8e-+4H2O===8OH-負極：CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+正極：

2O2+8e-+4H2O===8OH-負極：

CH4+10OH--8e===CO32-+7H2O書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；3．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（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）；2．要注意溶液的酸堿性，適當?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加H+、OH—、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。將兩極反應的