第4章电化学与金属腐蚀ppt课件.pptVIP

本章学习要求 §4.2 原电池 五、化学电源 3. 连续电池 4. 化学电源与环保 解：(1) 0.6126 0.5196 0.7665 (2) 例: 溶液中有Br – , I –, 要使I –被氧化, Br –不被氧化，应选择何种物质作氧化剂。 选择Fe3+做氧化剂 下列各组物质在标准状态下能够共存的是： (A) Fe3+ ， Cu (B) Fe3+ ， Br2 (C) Fe3+ ， Sn2+ (D) Fe2+ ， H2O2 B 借自发的氧化还原反应将化学能直接转变为电能的装置称为化学电源。 1、一次电池 放电后不能充电或补充化学物质使其复原的电池。 1）锌-锰干电池 电池符号： (-)Zn|ZnCl2, NH4Cl(糊状) |MnO2|C(+) 电极反应: (-) Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- (+) 2MnO2 +2NH4+(aq)+2e-→ Mn2O3 +2NH3(g)+2H2O(l) 电动势1.5V。它携带方便，但反应不可逆，寿命有限。 电池符号: (-)Zn∣Hg∣KOH(糊状，含饱和ZnO)∣HgO∣C(+) 电极反应: (-) Zn + 2OH- - 2e- → ZnO + H2O (+) HgO(s) + H2O + 2e- → Hg(l) + 2OH- 锌-氧化汞电池体积小能量高，贮存性能优良，是常用电池中放电电压最平稳的电源之一。缺点是使用汞不利于环保。 2) 锌-氧化汞电池 以锂为负极的还原剂，铬酸银为正极的氧化剂，其导电介质为含有高氯酸锂(LiClO4)的碳酸丙烯酯(PC)溶液。 电池符号： (-)Li | LiClO4, PC | Ag2CrO4 | Ag(+) 电极反应: (－) Li - e- → Li+ ( + ) Ag2CrO4 + 2Li+ + 2e- → 2Ag + Li2CrO4 优点：单位体积所含能量高，稳定性好，电池电压高 (2.8—3.6V)。 3) 锂-铬酸银电池 放电后通过充电使其复原的电池。 1）铅蓄电池 电池符号：(-)Pb|H2SO4|PbO2(+) 电极反应： 负极：Pb + SO42- -2e- = PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 总反应式 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 2. 二次电池 在放电后，可以利用外界直流电源进行充电，输入能量，使两电极恢复原状。充电时，两极反应为放电时的逆反应。正常蓄电池中硫酸密度在1.25～1.30g?cm-3之间。若低于1.20g?cm-3，则表示已部分放电，需充电后才能使用。 具有原料易得、价格低廉、技术成熟、使用可靠，又可大电流 放电等优点，所以使用很广泛。其中约80%用于汽车工业（发动马达）。 缺点太笨重（载重2t的搬运车电池自重0.5t) 上世纪80年代以来，在轻量高能化、免维护密闭化等方面有了很大的改进。 2) 镉镍电池 常见的一种碱性二次电池，电池符号为： 镉镍电池的内部电阻小，电压平稳，反复充放电次数多，使用寿命长，且能在低温环境下工作，常用于航天部门和用做电子计算器及收录机的电源。 缺点：存在严重的镉污染 3) 镍氢电池 以新型储氢材料——钛镍合金或镧镍合金、混合稀土镍合金为负极，镍电极为正极，氢氧化钾水溶液为电解质溶液，电池的电动势约为1.20V。 电池符号为： (－) Ti－Ni | H2(p) | KOH(c) | NiO(OH) | C (+) 优点： 绿色环保电池，无毒，不污染环境。 循环寿命长，高能。 应用于航天、电子、通讯领域。 4) 锂电池 在放电过程中可以不断地输入化学物质，通过反应把化学能转变成电能，连续产生电流的电池。 燃料电池就是一种连续电池。燃料电池是名符其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换机器”。能量转换率很高，理论上可达100％。实际转化率约为70%~80％。 燃料电池由燃料(氢、甲烷、肼、烃、甲醇、煤气、天然气等)、氧化剂(氧气、空气等)、电极和电解质溶液等组成。燃料，如氢，连续不断地输入负极作还原活性物质，把氧连续不断输入正极，作氧化活性物质，通过反应连续产生电流。 例：已知 =1.36V, 求298K下， c(Cl–)=0.01mol·dm?3, p(Cl2) = 500k