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第四章電化學基礎,第二節(jié)化學電源,形形色色的電池,用途廣泛的電池,用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池,化學電池,用于“神六”的太陽能電池,筆記本電腦專用電池,手機專用電池,攝像機專用電池,各式各樣的紐扣電池,化學電池,在日常生活和學習中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應用嗎？,電池,,,,,化學電池,太陽能電池,原子能電池,將化學能轉換成電能的裝置,將太陽能轉換成電能的裝置,將放射性同位素自然衰變時產生的熱能通過熱能轉換器轉變?yōu)殡娔艿难b置,你知道嗎？,1、概念:,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——干電池②二次電池又稱充電電池——蓄電池③燃料電池——氫氧燃料電池,,化學電池,銀鋅鈕扣電池,正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH－,負極：Zn+2OH－-2e-=Zn(OH)2,總反應：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,一次電池,一次電池,普通鋅錳電池,普通干電池,優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，電壓下降快。,堿性鋅-錳干電池,缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴,優(yōu)點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電,堿性電池,一次電池,二次電池,鉛蓄電池,放電過程總反應：,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,Pb+SO42--2e-=PbSO4,正極：,PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O,氧化反應,還原反應,負極：,①放電過程,鉛蓄電池充電的反應則是上述反應的逆過程,鉛蓄電池,②充電過程,PbSO4+2e-=Pb+SO42-,還原反應,陰極：,陽極：,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,氧化反應,,接電源負極,,接電源正極,充電過程總反應：,2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,鉛蓄電池的充放電過程：,Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,缺點：,比能量低、廢棄電池污染環(huán)境,優(yōu)點：,可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉,其它二次電池,鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池、鋰離子電池……,鉛蓄電池,燃料電池,燃料電池是利用燃料和氧化劑之間的氧化還原反應，將化學能直接轉換成電能的化學電源。（氫氣、甲烷、肼、甲醇、氨等燃料電池……）,氫氧燃料電池,堿性電解質（KOH）負極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應:2H2+O2==2H2O,,若把氫氧化鉀換成硫酸,電極反應式又該如何呢？,酸性電解質：負極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反應：2H2+O2==2H2O,若將上述電池的電解液換成質子交換膜，所形成的電池就是質子交換膜電池，質子交換膜能允許氫離子通過，請寫出質子交換膜電池的電極反應式和總反應式。,負極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反應：2H2+O2==2H2O,①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；②反應產物不斷排出；③能量轉化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。缺點：體積較大、附屬設備較多優(yōu)點：能量轉換率高、清潔、對環(huán)境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……,燃料電池的規(guī)律,燃料電池與前幾種電池的差別：,①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學反應，只起傳導電子的作用。,若將上述堿性電池中的燃料換成甲烷，請寫出電極反應式和總反應式。,總反應式：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O正極：2O2+8e-+4H2O=8OH-負極：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,若將上述堿性電池中的燃料換成甲醇，請寫出電極反應式和總反應式。,,,總反應：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,,正極：3O2+12e-+6H2O=12OH-,負極：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,怎樣書寫燃料電池的電極反應式和總反應式？,書寫步驟：,熔融鹽燃料電池是一種高溫燃料電池。其工作原理是在負極通入燃料，在正極通入氧氣，使用高溫熔融鹽作為電解質。某燃料電池使用碳酸鉀作為熔融鹽電解質，在一極通入一氧化碳，在另一極通入二氧化碳和氧氣的混合氣，已知該電池的一個電極反應式為：CO＋CO32－－2e－＝2CO2,請根據(jù)原電池的工作原理，寫出另一電極反應的電極反應式和總反應方程式。,固體氧化物燃料電池是一種采用固體氧化物作為電解質的燃料電池。該電池中的固體氧化物電解質是一種特殊的固體電解質，能夠允許氧離子通過。其工作原理是在負極通入燃料，在正極通入氧氣，而氧氣所形成的氧離子能夠通過氧化物電解質。某燃料電池使用固體氧化物作為電解質，在一極通入一氧化碳，在另一極通入氧氣，請根據(jù)原電池的工作原理，寫出電極反應式和總反應方程式。,小結：,化學電源,,1、一次電池,2、二次電池,3、燃料電池,——鋅錳干電池,——鉛蓄電池,——氫氧燃料電池,,掌握每一類典型電池的正負極、電極反應；了解每一類電池的優(yōu)缺點；對其它電池有初步的認識,沖擊高考題:1、（江蘇高考）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應式為：Zn?s?＋2MnO2?s?＋H2O?l?＝Zn?OH?2?s?＋Mn2O3?s?下列說法錯誤的是（）A?電池工作時，鋅失去電子B?電池正極電極反應式為：2MnO2?s?＋H2O?l?＋2e?＝Mn2O3?s?＋2OH??aq?C?電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D?外電路中每通過0?2mol電子，鋅的質量理論上減少6?5g,C,2:氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中a極的電極反應式：，此時電池內總的反應式:。,CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,3、如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是(),A．a電極是負極B．b電極的電極反應為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置,,,C,