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第二节化学能与电能发展中的化学电源2020/2/14干电池二、常见的化学电池1.干电池(一次性电池)电极:Zn为负极,碳棒为正极电解液：NH4Cl、电极方程式：负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正极(C)：2NH4++2e-=2NH3+H2(1)酸性锌锰干电池Zn+2NH4Cl+2MnO2＝ZnCl2+NH3+Mn2O3+2H2O电池总反应方程式：(使用寿命短，易泄漏)2MnO2+H2=Mn2O3+H2O副反应：Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+2NH4++2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2O（2）碱性锌锰干电池:能量和储存时间时间提高，更耐用电极:电解液：负极：正极：总反应：Zn+2OH--2e-→Zn(OH)22MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH-Zn+2MnO2+H2O＝Zn(OH)2+Mn2O3KOHZn为负极,碳棒为正极(3)银锌电池Zn为负极,Ag2O为正极电解液:KOH溶液电极反应式:负极:正极:总反应式:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2(4)海水电池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3[思考]指出该电池的正、负极材料、写出正、负极反应式和总反应式。负极：正极：总反应：（Al）：4Al-12e-=4Al3+（石墨）3O2+6H2O+12e—=12OH—1991年我国首创的以铝—空气—海水组成的新型电池，可用于航标灯中。2.充电电池（又称二次电池，能够重复使用）(1)铅蓄电池:电极：Pb为负极,PbO2为正极.电解液:30%的H2SO4溶液电极反应式:负极：正极:总电池反应:放电时：为原电池Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O(2)镍镉充电电池：负极：正极：电解质：应用：CdNiO(OH)KOH具有残留性记忆，可重复使用500次以上，体积小；但镉有致癌作用,如不回收，会产生严重污染;广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等.镍镉电池镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。总反应式：NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2放电充电(3)锂离子电池特点：用途：负极：正极：总反应：（绿色电池）高能电池，质量轻，贮存时间长等。现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手表、心脏起搏器等低功耗电器的主流。2Li-2e—=2Li+I2+2e—=2I—2Li+I2=2LiI3、燃料电池燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。可供选择的燃料很多，如:氢气、烃类、肼、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。（1）氢氧燃料电池电极:Pt制作的惰性电极介质电池反应：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-氢氧燃料电池在不同电解质时的电极反应一定要会判断：酸性有H+(肯定没OH-）；碱性有OH-(肯定没H+）该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。（2）CH4燃料电池CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-＝8OH-CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O负极：正极：总反应：1．电极反应式的书写(1)负极反应式的书写①活泼金属作负极时，电极本身被氧化：若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式．如：Mg－Al(KOH)原电池，负极反应式为：Al－3e－＋4OH－==AlO2—＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SO42—==PbSO4。三、电极反应式、原电池反应式的书写(2)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质。a.当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种粒子；b.当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。②负极本身不反应时，常见书写方法为：氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为：H2－2e－===2H＋氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O2．原电池反应式的书写将两电极反应式相加即得原电池总反应式。②书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式。如：氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，则此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）（A）Ag（B）Zn(OH)2（C）Ag2O（D）ZnD练习2.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为()A．铝B．铜C．锡D．硅3.已知空气-锌电池的电极反应为：锌片：Zn+20H--2e-=ZnO+H20石墨：02+2H20+4e-=40H-根据此判断，锌片是()A．负极，并被氧化B．负极，并被还原C．正极，并被氧化D．正极，并被还原AC4.X，Y，Z都是金属，把X浸Z的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X，Y，Z三种金属的活动性顺序为()A．XYZB．XZYC．YXZD．YZX5.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是()①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出lgH2④铜片上析出1molH2A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④CA6.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为：2Zn+O2＝2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是()A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为Zn–2e-＝Zn2+C.正极发生氧化反应D.电解液肯定是强酸B7.下列叙述中正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.由Cu、Zn做电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质液接触锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过D