資源簡(jiǎn)介

(共18張PPT)
化學(xué)電源
1.了解化學(xué)電源種類并認(rèn)識(shí)化學(xué)電源在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
2.掌握一次電池、二次電池的反應(yīng)原理并能書(shū)寫電極反應(yīng)式。
3.理解常見(jiàn)的氫氧燃料電池的工作原理，并能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易氫氧燃料電池。
4.會(huì)書(shū)寫不同介質(zhì)條件下，其他燃料電池的電極反應(yīng)。
液體電解質(zhì)
易漏液，不便攜帶
加淀粉
稀酸：電容量較小
濃酸：自放電嚴(yán)重
換H2SO4為NH4Cl
自放電減弱但產(chǎn)生H2
加MnO2阻止H2產(chǎn)生
一、化學(xué)電池
將化學(xué)能變成電能的裝置
能量利用率高，無(wú)污染
一次電池
可充電電池
燃料電池
只能放電不能充電
可反復(fù)充放電
氫氧燃料電池
鉛蓄電池
鋅錳干電池
1.一次電池
電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用。
總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
負(fù)極： Zn - 2e- = Zn2+
正極：2MnO2+2NH4++2e- =Mn2O3+ 2NH3+H2O
優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，電壓下降快。
負(fù)極材料是什么？
正極材料是什么？
電解質(zhì)溶液是什么？
電極反應(yīng)式如何書(shū)寫？
1. 酸性鋅錳電池
鋅錳干電池即使不用，放置過(guò)久，也可能會(huì)漏液失效，這是為什么？在使用和保存時(shí)又應(yīng)該注意哪些方面？
作為電解質(zhì)的糊狀NH4Cl顯酸性。鋅錳電池在使用和放置過(guò)程中，鋅會(huì)溶解，鋅筒會(huì)逐漸變薄，內(nèi)部糊狀電解質(zhì)會(huì)泄漏出來(lái)，使電器腐蝕，長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)從電器中取出，密封儲(chǔ)存于低溫干燥處。
為了防止泄露，外殼套上防腐金屬或塑料筒，制成防漏電池。
2. 堿性鋅錳電池
負(fù)極：
Zn + 2OH- -2e- =ZnO+H2O
正極：
2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
堿式氧化錳/氫氧化氧錳
優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電(電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間增大幾倍,不會(huì)氣漲或漏液)
缺點(diǎn)：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴
總反應(yīng)式：
Zn+2MnO2 + H2O=ZnO+2MnOOH
2.二次電池
（1）正負(fù)極材料
正極：PbO2
負(fù)極：Pb
電解質(zhì)溶液：H2SO4(aq)
化學(xué)能
電能
放電
充電
（2）工作機(jī)制
充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系：
其電池反應(yīng)可以正向和逆向進(jìn)行.蓄電池放電時(shí)為自發(fā)電池,充電時(shí)為電解池。充電后電池容量得到恢復(fù),充放電次數(shù)可達(dá)千百次。
鉛蓄電池
（3）放電時(shí)電極反應(yīng)式:
總反應(yīng)：Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O
負(fù)極: Pb + SO42- -2e-＝PbSO4
正極：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O
（4）(充放電)反應(yīng)式: 充電時(shí)電極反應(yīng)式與放電時(shí)電極反應(yīng)式相反,所以可以
把上述反應(yīng)寫成一個(gè)反應(yīng)式：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
3.燃料電池
燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑。
1. 氫氧燃料電池
酸性電解質(zhì)
溶液：H2SO4
正極:
O2
負(fù)極：
燃料H2
負(fù)極：
通氫氣（燃料）
2H2 - 4e－ = 4H+
O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
總反應(yīng)：
2H2 + O2 = 2H2O
正極：
通氧氣（氧化劑）
1. 氫氧燃料電池
負(fù)極：
通氫氣（燃料）
2H2 + 4OH- – 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
總反應(yīng)：
2H2 + O2 = 2H2O
正極：
通氧氣（氧化劑）
堿性電解質(zhì)
溶液： KOH
正極:
O2
負(fù)極：
燃料H2
[注意事項(xiàng)]
1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書(shū)寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則；
2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；
3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)(如＋4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在)；
4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。
負(fù)極的電極反應(yīng)式 = 燃料電池總反應(yīng)式 - 正極的電極反應(yīng)式。
一極通入CO為燃料，一極通入空氣和CO2混合氣體為助燃?xì)猓訪i2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)的電池。
總反應(yīng)式：2CO+O2 = 2CO2
正極：O2+2CO2+4e- = 2CO32-
負(fù)極：2CO+2CO32--4e- = 4CO2
CH4-熔融碳酸鹽燃料電池
總反應(yīng)：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O
① H2SO4溶液：
總反應(yīng)式：CH4+2O2 = CO2+2H2O
正極：O2＋4H＋＋4e－ = 2H2O
負(fù)極：CH4＋2H2O－8e－ = CO2＋8H+
用導(dǎo)線連接的兩個(gè)鉑電極插入電解質(zhì)溶液中，然后向兩極分別通入CH4和O2，該電池的反應(yīng)式：
② KOH溶液：
總反應(yīng)式：CH4 + 2O2 + 2OH－ = CO32－+3H2O
正極：O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－
負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－ = CO32－＋7H2O
甲醇燃料電池
（電解質(zhì)為H2SO4 ）
電池總反應(yīng)式：
正極：
負(fù)極：
CH3OH - 6e- + 8OH- ＝ CO32- + 6H2O
O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
2CH3OH +3O2 + 4OH-＝2CO32- +6H2O
甲醇燃料電池
（電解質(zhì)為KOH）
電池總反應(yīng)式：
正極：
負(fù)極：
CH3OH-6e-+H2O = CO2+6H+
O2+4e-+4H+ = 2H2O
2CH3OH+3O2 = 2CO2+4H2O
N H4－4e- +4OH- = N ↑ + 4H O
O + 4e- + 2H O = 4OH-
N H4 + O = N ↑ + 2H O
肼燃料電池
（電解質(zhì)為KOH ）
電池總反應(yīng)式：
正極：
負(fù)極：
肼燃料電池
（電解質(zhì)為H2SO4 ）
電池總反應(yīng)式：
正極：
負(fù)極：
N H4 + O = N ↑ + 2H O
O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
N H4－4e- = N ↑ + 4H+

展開(kāi)更多......

收起↑