資源簡介

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03
化學電池
一.化學電源（化學電池）
1.定義
將化學能變成電能的裝置
2.分類
①一次電池又稱不可充電電池——如：干電池
②二次電池又稱充電電池——蓄電池
③燃料電池
④其他電池：如海水電池、心臟起搏電池等。
1.一次電池
(1)特點：電池放電后_____充電(內部的氧化還原反應_____逆向進行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。
(2)鋅錳干電池的構造如圖所示。
①鋅筒為_____，電極反應是_________________。
②石墨棒為_____，最終被還原的物質是_________。
③NH4Cl糊的作用是_____________。
④特點：放電后不能充電，便于攜帶，價格低。
不能
無法
負極
Zn－2e－===Zn2＋
正極
二氧化錳
作電解質溶液
電解質是氯化銨具有酸性，因此電池不能長期保存
鋅錳干電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內部的糊狀電解質會泄露出來，使電器腐蝕。為了延長電池壽命和提高其性能，人們將在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池，電池內的電解質NH4Cl糊換成濕的KOH，制成了堿性鋅錳電池。
鋅粉取代鋅筒，KOH取代NH4Cl，增大接觸面積加快反應速率，減少電池內阻，電流大電壓高壽命長
（2）二次電池——充電電池
①特點：它在放電時進行氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態。從而實現放電（化學能轉化為電能）與充電（電能轉化為化學能）的循環。
②實例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。目前汽車上使用的多數是鉛酸蓄電池。手機、筆記本電腦、照相機和攝像機等電器所用的電池多數為鋰離子電池。
化學能
電能
放電
充電
鉛蓄電池的優缺點
①優點：可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉，在生產、生活中應用廣泛。
②缺點：比能量低、笨重，廢棄的電池污染環境。
(1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細( )
(2)充電電池可以無限制地反復充電、放電( )
(3)二次電池充電時化學能轉化為電能( )
×
正誤判斷
×
×
應用體驗
1.某普通鋅錳干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是
A.鋅筒是原電池的正極
B.石墨電極上發生氧化反應
C.銨根離子流向石墨電極
D.電子經石墨棒沿電解質溶液流向鋅筒
√
2.(2022·浙江舟山調研)氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上。其中一種氟離子電池的工作原理為3Mg
＋2BiF3 3MgF2＋2Bi(MgF2為難溶鹽)，電解質為熔融氟化物。下列
說法正確的是
A.放電時，負極的電極反應式為Mg－2e－＋2F－===MgF2
B.放電時，電子從鎂電極流出，經電解質流向正極
C.放電時，化學能完全轉化為電能
D.放電時，F－向正極移動
√
（3）發展中的燃料電池（氫氧燃料電池、甲醇燃料電池）
是一種連續地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的裝置，與火力發電相比燃料利用率高、能量轉化率高，在放電時需要外部持續供給燃料和氧化劑
（3）發展中的燃料電池（氫氧燃料電池、甲醇燃料電池）
1.
原理
利用原電池的工作原理，燃料和氧化劑分別放在兩個電極上發生氧化還原反應，將化學能直接轉化為電能。
優點
2.
高效(能量轉化率可以達到80%以上), 環境友好。
H2SO4(aq)
H2
O2
— +
負極：2H2 - 4e- = 4H+
正極：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
總反應：2H2 + O2 = 2H2O
酸性:
NaOH(aq)
H2
O2
— +
堿性:
負極：2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O
正極：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
總反應：2H2 + O2 = 2H2O
（3）發展中的燃料電池（氫氧燃料電池、甲醇燃料電池）
介質 電池反應：2H2 +O2 == 2H2O 酸性 負極
正極
中性 負極
正極
堿性 負極
正極
2H2 - 4e- == 4H+
O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
2H2 - 4e- == 4H+
O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
2H2 + 4OH-- 4e- == 4H2O
O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
氫氧燃料電池
（3）發展中的燃料電池（氫氧燃料電池、甲醇燃料電池）
(1)燃料電池是利用燃料的燃燒發電( )
(2)燃料電池中，燃料在正極上發生氧化反應( )
(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉變為電能( )
(4)原電池中正極材料一定發生還原反應( )
(5)原電池中的負極反應一定是電極材料失電子( )
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正誤判斷
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