1、化学电源,电池发明的小故事,1791年他在解剖时，在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，发现蛙腿会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。,他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，终于在1800年成功研制了世界上第一个能产生稳定电流的电池（见图）。,（意大利生物学家伽伏尼）,（法国物理学家、化学家伏特）,形形色色的电池,第二节 化 学 电 源三维目标,碱性锌锰电池构造示意图,碱性电池,(-) ZnKOHMnO2 (+)负极(Zn)： Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极(MnO2)： 2MnO2+2H2O+
2、2e- =2MnOOH+2OH-电池总反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,缺点：只能一次使用，不能充电；价格较贵。,优点：比能量和储存时间较高， 适用于大电流和连续放电。,一、一次电池干电池,一、一次电池锌银电池(纽扣电池),(-) ZnKOHAg2O (+)负极(Zn)： Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O正极(Ag2O)： Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH-电池总反应： Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag,二、二次电池铅蓄电池,(-) PbH2SO4PbO2 (+) 负极(Pb)： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极(
3、PbO2)： PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O 电池总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,放电原理,缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境。,优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。,三、燃料电池氢氧燃料电池,(-) PtH2H+O2Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O(-) PtH2OH-O2Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH- 电池总反应：2H2+O2=2H
4、2O,工作原理,氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池,燃料电池的规律,燃料电池与前几种电池的差别：,燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。,书写电极反应式应注意以下几点：,1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）； 2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应； 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产
5、物，与溶液的酸碱性有关(如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)； 4溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。,减 少 污 染 节 约 资 源,练习1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为： Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s 下列说法错误的是（ ） A 电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为：2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过02mol电子
6、，锌的质量理论上减小65g,C,练习2、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O， 酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为： _。 碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为：_。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2- 4e-+4OH-=4H2O,练习3、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： _ 此时电池内总的反应式 ： _,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,小结：,化学电源,1、一次电池,2、二次电池,3、燃料电池,铅蓄电池,氢氧燃料电池,掌握每一类典型 电池的正负极、 电极反应；了解 每一类电池的优 缺点；对其它电 池有初步的认识,再见,
