6.1.4 常见化学电源 （课件） -高中化学人教版（2019）必修第二册.pptxVIP

第一节化学反应与能量

第3课时常见化学电源

【核心素养】

1.宏观辨识与微观探析：

2.证据推理与模型认知：

3.变化观念与平衡思想：

4.科学态度与社会责任：了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法

【教学重难点】

重点：

难点：

一、一次电池——放电之后不能充电的电池

1.锌锰干电池

总反应：Zn+2NH₄++2MnO₂=Zn²++2NH₃个+2MnOOH

负极(锌筒):Zn-2e-=Zn²+

正极(石墨棒):2MnO₂+2NH₄++2e-=2MnOOH+2NH

优点：制作简单、价格便宜。

缺点：放电时间短，电压下降快，放电过程中易气涨或漏液。

图6-10锌锰干电池构造示意图

2.锌银电池

以锌为负极，银的氧化物为正极，氢氧化钾(或钠)溶液为电解液

总反应：Zn+Ag₂O+H₂O=Zn(OH)₂+2Ag

负极：Zn+20H--2e-=Zn(OH)₂

正极：Ag₂O+2e+H₂O=2Ag+2OH-

优点：体积小，适用于电子表和电子计算器

二、二次电池

1.概念：二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。

2.能量转化：

化学能电能

3.实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、镍-镉碱性蓄电池、锂离子电池等。

电

电

充

放

铅酸蓄电池

Pb+PbO₂+2H₂SO₄放电2PbSO₄+2H₂O

正极：PbO₂

负极：Pb

电解质溶液：稀硫酸

负极：Pb-2er+SO₄2=PbSO₄

正极：PbO₂+2e+SO₄²-+4H+=PbSO₄+2H₂O

缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境

优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉

负极(Cd):Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)₂

正极(NiO(OH)):2NiO(OH)+2e+2H₂O=2Ni(OHD₂+2OH-

特点：体积小，比铅蓄电池寿命长，可充电超过500次。

缺点：镉是致癌物质，废弃的镍镉电池若不回收，会严重污染环境。

应用：收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

镍-镉碱性蓄电池

总反应：Cd+2NiO(OH)+2H₂O

锂离子电池——新一代可充电的绿色电池

特点：以密度最小的金属锂作为电池的负极，跟用

质量相同的其他金属相比较，使用寿命大大延长。

应用：笔记本电脑、移动电话、数码照相机、摄像机等低功耗电器。

锂亚硫电池总反应式：8Li+3SOCl₂=6LiCl+Li₂SO₃+2S

负极：8Li-8e-=8Li+

正极：3SOCl₂+8e-=6Cl-+SO₃²-+2S

【课堂练习】

1.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是(A)

A.锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料B.在外电路中电子从碳棒流向锌外壳

C.电流从锌流到碳棒上

D.在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动

2.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：

PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O

根据此反应判断，下列叙述中正确的是(CE)

A.Pb是正极

B.PbO₂得电子，被氧化

C.负极反应是Pb+SO₄2--2e-=PbSO₄

D.电池放电时，溶液的酸性增强

E.工作时，电解质溶液中的H+移向正极

F.当铅酸蓄电池向外电路提供2mol电子时，负极板的质量增加98g

燃料电池是一种将燃料(如氧气、甲烷、 乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能真接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以超过80%。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别

在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。

燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航夭、军事和交通等领域有广阔的应用前景。

科学·技术·社会

发展中的燃料电池

图6-13我国研制的燃料电池和超级电容混合动力有轨电车

三、燃料电池

1.氢氧燃料电池

总反应：2H₂+O₂=2H₂O

①酸性电解质溶液(H₂SO₄)

负极：2H₂-4e=4H+

正极：O₂+4e-+4H+=2H₂O

e-

H₂

负极

e-

O₂(空气)正极

电解质溶液

②碱性电解质溶液(KOH)

总反应：2H₂+O₂=2H₂O

负极：2H₂-4e-+40H-=4H₂O

正极：O₂+4e-+2H₂O=40H-

e-e-

H₂O₂(空气)

负极正极

电解质溶液

2.甲烷燃料电池

①酸