化学原理核心考点——化学电源

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1、预习课程˙化学电源化学电源化学之美说说电池普通干电池手机电池纽扣电池电脑电池相机电池“神六”专用太阳能电池了解上述电池的原理、电极材料及电极反应方程式10/10预习课程˙化学电源课堂探究²电池的分类电池原子能电池：将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置。太阳能电池：将太阳能转化为电能的装置转变为电能的装置。化学电池将化学能转化为电能的装置一次电池：活性物质消耗到一定程度就无法继续使用的电池，如：普通锌锰电池等。二次电池：又称为充电电池或蓄电池，放电后可充电式活性物质获得再生。如

2、铅蓄电池等。燃料电池：如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等等。（2）电池优劣的判断判断一种电池的优劣或是否符合某种需要，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（比能量，单位是（W·h）/kg,（W·h）/L）,或者输出功率的大小（比功率，W/kg,W/L）以及电池的可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者需要。（3）部分常见化学电池及反应Ø普通干电池酸式Zn-Mn干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充

3、NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。电极总的反应式为：4NH4Cl+2Zn+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O碱性锌-锰干电池电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2负极Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-10/10预习课程˙化学电源Ø纽扣电池1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,为美

4、国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。反应式为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2OØ铅蓄电池正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反应式。负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极

5、：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OØ燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……）酸性电解质：负极：2H2-4e-==4H+正极：O2+4H++4e-==2H2O总反应：2H2+O2==2H2O碱性电解质:负极:2H2-4e-+4OH-==4H2O正极:O2+2H2O+4e-==4OH-总反应:2H2+O2==2H2O10/10预习课程

6、˙化学电源Ø海水电池负极材料是Al；正极材料为：石墨等能导电的惰性材料或活泼性比铝弱的金属材料负极：4Al-12e-===4Al3+正极：3O2+6H2O+12e-===12OH-总反应：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3Ø锂电池l锂金属电池负极材料：Li或锂合金材料正极材料：MnO2电解质溶液：非水溶液负极反应：Li-e-=Li+正极反应：MnO2+e-+Li+=LiMnO2总反应：MnO2+Li=LiMnO2l锂离子电池负极材料：石墨正极材料：锂合金金属氧化物或锂铁磷酸盐电解质溶液：非水

7、电解质以正极材料为锂铁磷酸盐为例书写电极反应方程式如下：负极反应：LixC6-xe-=xLi++6C正极反应：Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4总反应：LixC6+Li1-xFePO4=LiFePO4+6C基础演练【例1】甲醇、空气（含CO2），与碳酸锂熔融盐燃料电池。甲醇被氧化，因此通甲醇的一极是负极，CO32-参与反应。负极反应：正极反应：总反应：【例2】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4

8、＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH下列叙述不正确的是(　　)10/10预习课程˙化学电源A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时正极附近溶液的碱性增强【例1】电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb＋PbO2