1、,与金属活动性顺序表,讨论一组问题,1. 如果将Zn电极换成Fe电极，值将如何变化？ 2. 欲使置换能力升高即升高，电极材料如何变换？降低呢？ 3. 如果将H2SO4稀释，值将如何变化？ 4. 如果将H2SO4溶液换成同浓度的CuSO4溶液，值将如何变化？ 5. 是否金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？,干电池构造,化学电源,离子浓度与干电池的电动势,1. 如果将干电池的电池反应简单表示为： Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2 请从平衡移动的角度分析，如何改变离子浓度使电动势增大？,2. 实际使用过程中，是否有NH3和H2放出？它们如何“消失”？,Zn生成Zn(NH3)22+、
2、 H2与MnO2反应Mn2O3+H2O,（降低Zn2+离子的浓度、增加NH4+的浓度）,3. 不改变Zn取材，如何使它在作电极时变活泼？,化学电源,（Zn片改为Zn粉，反应面积成倍增加，放电电流大幅度提高）,锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,还原 产物为Mn2O3 ,电解质是KOH溶液，其放电曲线如图所示：请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点？,化学电源,负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH 总： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3,工作电动势稳
3、定,太阳能电池 核电池 燃料电池 银-锌电池 碱性蓄电池 浓差电池 ,请考虑，废旧干电池，有汞污染的问题，如何解决？,(开发新电池),新电池,化学电源,蓄电池,镍氢（MH-Ni) 电池,电池反应：1/2H2 + NiOOH = Ni(OH)2,负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O,正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-,负极： Pb + SO42- - 2e- = PbSO4,正极： PbO2 + 4H+ SO42- + 2e- =PbSO4 + 2H2O,电池反应：PbO2 + Pb +2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O,燃料电池,燃
4、料电池,燃料电池,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O,2H2 +4OH- 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,燃料电池,结合氧原子,结合氧原子,结合氧原子,提供氧原子,提供氧原子,提供氧原子,固体燃料电池,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O,2H2 - 4e- +2O2= 2H2O,O2 + 4e-= 2O2,心脏起博器中用了这样一个原电池(示意图)：,已知人体血液的pH值在7.357.45之间。将心脏起博器，植入
5、如图红色区域静脉血管内，请写出电极反应式并分析其工作原理。,放出电脉冲进行工作,Zn-负极，Pt-正极；人体体液作电解质，溶解氧做氧化剂。,负极反应：2Zn-4e+4OH-=2Zn(OH)2 正极反应：O2+4e+2H2O=4OH-,电池反应：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2,化学电源,风力发电 地热发电 生活垃圾发电 核电 潮汛发电 ,发电,请考虑，化学电池有污染，这个问题如何解决？,（开发新能源）,化学电池与新能源,光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧气，写出化 学方程式。,6CO2（g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) + O2 (g) 光、叶绿体,设想将
6、写成的反应式倒过来，可设计成一个原电池，产生电流。 这样，我们通过正逆反应，就从太阳能产生了电能。 写出这种原电池的电极反应。,该电池的电动势为1.24V，设有一长满绿藻的正方形游泳池， 边长10m，在平均光照度下每 12 面积上可按上述原电池产生 1mA 电流，求该游泳池产生的总电力。,负极： C6H12O6+ 6H2O 24e- = 6CO2 +24H+正极： O2 + 4 H+ +4 e- = 2H2O,1.241102104=1.24Kw,化学电池的创新设想,1. 反应由Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，变成Fe+H2SO4=FeSO4+H2,因为Fe的还原性比Zn弱，置换能力下降。
7、,与金属活动性顺序表,使升高，就使负极的还原性增强，或者说使两极的还原性差距增大。,2.,与金属活动性顺序表,3. H2SO4稀释以后，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2反应平衡逆向移动，反应能力下降。,与金属活动性顺序表,4.反应变为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，,结论: 其它条件一定时，电极材料和电解质材料影响了的大小,因为Cu2+的氧化性比同浓度的H+强，反应能力增强。,与金属活动性顺序表,负极： Al+ 4OH3e- =Al O2 +2H2O 正极：2H2O + 2 e- = H2+ 2OH 总：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2,负极： Cu 2e- = Cu 2+ 正极： 2H+ +NO3 + e- = NO2 + H2O总：Cu + 4H+ +2NO3=2NO2 + Cu 2+ + 2H2O,与金属活动性顺序表,
