第二节 化学电源(第二课时)

第四章电化学基础第二节化学电源［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？电池化学电池太阳能电池原子能电池化学能转换成电能太阳能转换成电能将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能知识点1：化学电池1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准:①能量转换效率高，供能稳定可靠。②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。③易维护，可在各种环境下工作。①比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少②比功率[符号是W/kg，W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小③电池的储存时间的长短锂电池干电池叠层电池纽扣电池各类电池知识点2：各类电池1.锌锰电池：电极反应：负极：正极反应：2NH4++2e-=2NH3+H2Zn-2e-=Zn2+总反应式：2NH4++Zn2NH3+H2+Zn2+一.一次电池吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。MnO2的作用：2、碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOHZn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)23、锌银电池(纽扣电池)•负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2•正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Ag2O+Zn+H20=2Ag+Zn(OH)24、锂电池锂电池：（-）Li（S）LiI（晶片）I2(+）锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：；正极：。Li-e-=Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S1、铅蓄电池：负极：Pb+SO42-—2e-＝PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电二、二次电池2、银锌蓄电池正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O写出电极反应式。充电放电负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-4、镉镍电池2NiOOH+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2放电充电电解质：KOH溶液。写出电极反应式。负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-燃料电池的组成：（1）燃料电极（负极）（2）电解液（3）空气／氧气电极（正极）燃料产物H2H2OCH4CO2+H2O四、燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-1、氢燃料电池四、燃料电池9、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为：_______________________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为：______________________。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O2、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是A、a电极是负极B、b电极的电极反应为：4OH-－4e－＝2H2O＋Ｏ2C、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源AD2、固体燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O负极正极负极正极2H2-4e-+2O2－=2H2OO2+4e-=2O2－2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为____，这一极的电极反应为___________________；通入氧气的一极为_______，电极反应为__________________________________，总反应为__________________________。负极CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正极O2+4e-+2H2O=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、甲烷燃料电池书写电极反应式应注意以下几点：1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）；2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；1、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是A、ZnB、碳棒C、MnO2和NH4+D、Zn2+和NH4+巩固练习C3.一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，其电池反应为：2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O，则下列说法错误的是A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极B.充电时电解质溶液的pH逐渐增大C.放电时负极的电极反应为：CH3OH-6e-＋8OH-＝CO32-+6H2OD.充电时每生成1molCH3OH转移6mol电子A10、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：________________________此时电池内总的反应式：________________________KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O5、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子B电池正极电极反应式为：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过02mol电子，锌的质量理论上减小65gC6.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（）A.Li是正极，电极反应为Li－e-=Li+B.Li是负极，电极反应为Li－e-=Li+C.Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2–D.Li是负极，电极反应为Li－2e-=Li2+B8.熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正极反应式：总反应式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO21991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。负极正极4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-