选修4第四章4.2化学电源全解.ppt

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1、电池的广泛应用第4章电化学基础第二节化学电源一、一次电池干电池是一种伏打电池,利用某种吸收剂(如木屑或明胶)使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源。1、锌锰干电池负极（锌筒）：正极（石墨）：总反应：电极反应：Zn-2e‾=Zn2+2NH4++2e‾=2NH3↑+H2↑Zn+2NH4+=Zn2+++2NH3↑+H2↑优点：体积小、便于携带、制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等2、碱性干电池碱性电池电解液:中性NH4Cl→碱性K

2、OH（离子导电性更好）负极：锌片→锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）优点：与普通锌锰干电池相比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。负极：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)23、纽扣电池（银锌电池）负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag电极反应：用途：电子手表、液晶

3、显示的计算器或一个小型的助听器等。所需电流是微安或毫安级的。二、二次电池★二次电池又称充电电池，能够重复使用至一定的周期。手机专用电池摄像机专用电池笔记本电脑专用电池化学能放电充电电能用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，还广泛用于国防、生产、生活等领域。1、铅蓄电池特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。铅蓄电池工作原理负极（Pb）：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极（PbO2）：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O原电池反应：PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2O

4、以锂为负极的非水电解质电池有几十种，其中性能最好、最有发展前途的是锂——二氧化锰非水电解质电池，这种电池以片状金属及为负极，电解活性MnO2作正极，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液：负极：Li－e＝Li+正极：MnO2＋e＋Li+＝LiMnO2总反应：Li＋MnO2＝LiMnO22、锂电池3、镍镉电池特点：体积小，便于携带。可重复使用500次以上。寿命比铅蓄电池长。镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。MH+NiOOHNi(OH)2+M。放电充电镍镉电池电极反应（KOH为电解液）用途：与锌锰电池相同。2

5、NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2放电充电电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节纽扣电池能污染60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物等，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康，有的还能致癌。所以我们不要乱扔电池，要及时回收。废旧电池的回收利用三、燃料电池——高效、环境友好的化学电池它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。(例如：

6、H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)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。小型高性能燃料电池1、氢氧燃料电池正负极材料正极：通氧气（氧化剂）负极：通氢气（燃料）电解质：H2SO4溶液/NaOH溶液/Na2SO4溶液电极：使用铂电极或者多孔性碳H2O2H2O①、酸性氢氧燃料电池电解质：H2SO4溶液使用铂电极电极反应负极：2H2-4e-＝4H+正极：O2+4H++4e-＝2H2O总反应：2H2+O2＝2H2O电极反应负极：2H2+4OH--4e-＝4H2O正极：O2+2H2O+4e-＝4OH-总反

7、应：2H2+O2＝2H2O②、碱性氢氧燃料电池通入的气体在电极表面放电，电池只是作为一个通反应器。与其它电池区别：反应物不是储存在电池内。用途：氢氧燃料电池目前已应用于航天、军事通讯、电视中继站等领域介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-【燃料电池】若将上述碱性电池中的燃料换成甲烷，请写出电极反应式和总反应式。总反应式：CH4+2O

8、2+2KOH=K2CO3+3H2O正极：2O2+8e-+4H2O=8OH-负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O如果换成甲醇呢，请写出电极反应式和总反应式。总反应：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2C