高三化学 化学 电源

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1、化学电源【自学导航】【教学目标】了解常见的化学电源及其应用【教学重点】常见的化学电源工作原理:锌锰干电池,铅蓄电池,燃烧电池【教学难点】燃烧电池工作原理【学习过程】一、化学电池的概念化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。二、化学电池的种类：1．干电池：普通锌锰干电池的简称。锌皮制成的锌筒作负极，中央插一根碳棒

2、作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2电极反应为：负极：正极：干电池的总反应式：2．铅蓄电池：铅蓄电池可放电亦可充电。正极PbO2，负极金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液(密度为1.25—1.28g/cm3)。放电的电极反应为：负极：正极：放电充电蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O3．银锌蓄电池负极：Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2正极：Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-放电充电总反应式：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag4．燃料电池：燃料电池是使

3、燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率可达70%以上。当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂，如铂电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。电解质溶液一

4、般为40%的KOH溶液。电极反应式为：负极正极电池总反应式为：2H2＋Ｏ2＝2H2O5．锂电池：锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯(SO2Cl2)在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂(LiAlCl4)溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。8Li＋3SO2Cl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S6．海水电池1991年，我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量

5、比干电池高20─50倍。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。电极反应式为：负极反应：正极反应：电池总反应式为：4Al＋3O2+6H2O＝4Al(OH)3【当堂演练】1．氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-，则下列叙述正确的是A．通H2的一极是正极，通O2的一极是负极B．通O2的一极是正极，通H2的一极是负极C．工作一段时间后电解质溶液pH增大D．工作时负极区附近pH减小2．锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功

6、能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li+MnO2LiMnO2。若该电池提供0.5C电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计）（）A．3.5gB．7gC．4.52×10-4gD．43.5g3．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）A。利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中石墨电极4．燃料电池是燃料（例如CO，H2，CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法

7、不正确的是（）A．负极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2OB．正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大【课后巩固】5．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH--2e-ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-，总反应式为：Ag2O+Zn2Ag+ZnO。根据上述反应式，下列说法正确的是（）A．在使用过程中，电池负