第二发展中的化学电源课案.ppt

第二节 化学能与电能 发展中的化学电源 原电池：将化学能转变为电能的装置叫做 　　　　原电池。 请判断下例各装置是否是原电池？ 为什么？ Zn A Zn SO42－ H+ H+ A Zn SO42－ H+ H+ C A Zn Cu 煤油 SO42－ H+ H+ SO42— Zn H+ H+ Cu A (x) (x) (√) (x) A Zn SO42－ H+ H+ 木条 (x) 电池发明的小故事 1791年他在解剖时在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，发现蛙腿会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。 他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，终于在1800年成功研制了世界上第一个能产生稳定电流的电池（见下图）。 （意大利生物学家伽伏尼） （法国物理学家、化学家伏特） 干电池 蓄电池 燃料电池 锂离子电池 纽扣电池 这么多电池，是不是该进行一个分类呢？ 一次电池（干电池） 二次电池（充电电池） 燃料电池 1、化学电源的分类 一、发展中的化学电源 锌-锰干电池 1、干电池 一次电池：放电之后不能充电的电池 （内部的氧化还原反应是不可逆的） 最早使用：锌-锰干电池 石墨棒 MnO2糊 NH4Cl糊 锌筒 + - 负极： ， 正极： ， 电解质： 。 锌筒 石墨棒 （酸性，锌筒易腐蚀）。 NH4Cl和MnO2糊 负极：Zn-2e-=Zn 2+ 锌-锰干电池工作原理 正极：2NH4++2e-=2NH3↑+ H2↑ 2NH4++2MnO2 + 2e- = 2NH3↑ + Mn2O3 +H2O Zn+2NH4++2MnO2= Zn2+ + 2NH3↑ +Mn2O3 + H2O 总反应： 2MnO2+H2= Mn2O3+H2O ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 锌-锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解， 锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来， 使电器腐蚀。 为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒，制成防漏电池。 为了延长电池的寿命和提高性能，将电解质NH4Cl换成湿的KOH，负极由锌片改为锌粉，制成碱性锌锰电池。 为什么锌锰干电池放置久了会失效？怎样进行改进？ 思考与交流 电解质NH4Cl显酸性，会与Zn反应。 碱性电池广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动 玩具、袖珍电视机等。 2、充电电池 最早使用：铅蓄电池 负极： ， 正极： ， 电解质： 。 Pb PbO2 H2SO4 二次电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。 放电：化学能转化电能 充电：电能转化化学能 Pb板、PbO2板二者交替排列 而成。电极之间充有密度为 1.25—1.28g/cm3的硫酸。 是不是只能用两次？ 负极：Pb-2e- = Pb2+ Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 铅蓄电池工作原理 正极：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 总反应： Pb+PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电 充电 Pb2++ SO42- = PbSO4 特点：二次电池,可多次充放电使用 现代社会对电量高、便携式电器要求越来越高。 （1）镍镉充电电池,它是一种体积小，寿命长，可重复使用500次以上。 负极： ， 正极： ， 电解质： 。 Cd NiO(OH) KOH 镉是致癌物质，废弃镍镉电池要回收 镍镉电池广泛用于卡式收录机、无线对讲机、 电子闪光灯、电动剃须刀等。 （2）锂离子电池 锂—最轻的金属。锂电池是一种高能电池。具有体积小、质量轻、电压高、工作效率高和寿命长等特点。 常用于笔记本电脑、手机、照相机等功耗的主流电源。 煤燃烧化学能 热 能 机 械 能 电 能 燃料电池  能否利用原电池原理将燃料燃烧所放出的化学能直接转化为电能呢？ 3、燃料电池 燃料电池是一种新型的化学电池 (例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池) 氢氧燃料电池 两个电极均由铂电极或多孔性碳电极制成， 电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液。 与其它电池区别：反应物不是储存在电池内，而是由外部设备提供燃料和氧化剂。 燃料电池是一种高效、环境友好 的发电装置。 氢氧燃料电池工作原理 正极： O2+ 4e-+ 2H2O =4OH- 负极： 2H2