常见化学电源的种类及其工作原理
20原电池和化学电源(学生版)
20原电池和化学电源一、考纲要求1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
二、原电池的工作原理1. 原电池的基本概念（1）概念：原电池就是将转变成的装置。
（2）本质：通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流，反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。
（3）形成条件：① 活动性不同的两电极（连接）：较活泼的金属作为负极，发生氧化反应，电子流出；较不活泼的金属或能导电的非金属(如石墨等)做正极，发生还原反应，电子流入，电极本身不发生改变；② 电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）；③ 电极形成闭合电路；④ 能自发的发生氧化还原反应（有明显电流时需要此条件）。
★【注意】① 不能形成“活泼金属一定做负极”的思维定势，原电池中判断电极时的利用的是两电极的相对活泼性；② 原电池中，电池材料可能与电解质发生反应，也可能与电解质不反应；③ 形成闭合回路的方式有很多，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触；④ 有的原电池产生的电流比较大，可以对外做功；而有的原电池电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功。
2. 原电池的反应原理（1）电极反应：负极：金属电子，化合价，发生。
正极：溶液中离子电子或氧气得电子（吸氧腐蚀），化合价，发生。
正负极共同反应为发生氧化还原反应。
（2）电荷流向：外电路——电子由沿流向，电流则由沿流向负极。
内电路——阳离子向电极的移动，阴离子向电极移动，从而实现电荷的移动。
（3）原电池的判定：先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路，形成闭合回路或两极接触。
第二节 化学电源
3.燃料电池
氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料 电池……
酸性氢氧燃料电池 1、正负极材料
正极室：通氧气 （氧化剂） （燃料） 负极室：通氢气 电解质：H2SO4溶液 使用铂电极
2、工作机制
总反应：2H2 + O2 = 2H2O
负极： 2H2 - 4e- = 2H+
正极：
O2 + 4H+ +4e- = 2H2O
铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
①充电过程
接电源负极 还原反应 阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 接电源正极 氧化反应 阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq) + SO42-(aq) 充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程：
作业：完成《全优课堂》75—77页
普通干电池
第二节 化学电源 手机电池 钮扣电池
普宁市华侨中学 庄秀文 黄钢标 摄像机 专用电池 “神六”用 太阳能电池
笔记本电脑 专用电池
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1.了解化学电源的种类及其工作原理，知道化 学电源在生产、生活和国防中的实际应用。 2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及 其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反
电解质：KOH
碱性锌锰电池构造示意图
工作机制
负极：Zn + 2OH- -2e- =Zn(OH)2 氧化反应
氢氧化氧锰 正极：2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH还原反应
【电化学】第五章 电化学能量转换和储存
2Na+5S=Na2S5
(初期)
2Na+4Na2S5=5Na2S4 (中、后期)
2Na+Na2S4=2Na2S2 (后期，Na2S5耗尽后)
二、固体电解质电池
与溶液型电解质电池相比，其特点是贮存寿命长，使用 温度范围广，耐振动及冲击，没有泄漏电解液或产生气体 等问题，能制成薄膜，做成各种形状和微型化。但是固体 电解质的电导率低于液态电解质溶液，常温时电他的比功 率和比能量较低，容易出现极化，不易适应工作时体积变 化
第三节 蓄 电 池
一、铅酸蓄电池
1、 铅酸蓄电池分类、结构和工作原理
铅酸蓄电池分类
启动用蓄电池
固定型蓄电池
牵引用蓄电池
摩托车用蓄电池
按用途分
船舶用蓄电池
航空用蓄电池
坦克用蓄电池
铁路客车用蓄电池
航标用蓄电他
矿灯用蓄电池等
三.锌汞电池和锌银电池
1.锌汞电池
Zn(含少量Hg)｜30-40%KOH(ZnO饱和)｜HgO，Hg 负极反应 Zn+4OH- = Zn(OH)42-+ 2e
（6）自放电
第三节 蓄 电 池
3、密封式铅酸电池 使电池达到气密有三个途径：
（1）气相催化法 （2）辅助电极式 （3）阴极吸收式
二、镉镍蓄电池 碱性蓄电池是使用KOH或NaOH电解液的二次电池的
总称。包括镉镍、镉银、锌银、锌镍、氢镍等蓄电池 镉镍电池的优点：①对进行高率放电；②低温特性好；
③循环寿命长；④即使完全放电，性能也不怎么下降； ⑤易于维护；⑥易于密闭化。缺点主要是电压较低
三、电池的命名和型号 自学！！
第二节 用锌作负极的电池
一、锌锰干电池 锌－二氧化锰电池常称锌锰十电池，正极为二氧
高考化学总复习课件原电池化学电源
原电池是化学电源的核心部分，通过氧化还原反应将化学能转化为电能。
原电池在化学电源中的能量转化
原电池通过电极反应将化学能转化为电能，同时伴随着热能、光能等其他形式的能量转化。
化学电源对原电池性能影响
化学电源对原电池电压的影响
01
化学电源的电压取决于原电池中电极材料的性质和电解质溶液
探讨两者关系的意义
深入了解原电池与化学电源的关系有助于更好地设计和优化 化学电源，提高电源的效率和稳定性，同时也有助于更好地 理解原电池的工作原理和性能特点，为高考化学复习提供有 力支持。
04
实验设计与操作技能培养
原电池制作实验设计思路及步骤
实验目的：通过制作原电池，了解原 电池的工作原理和构造，培养实验设
工作原理
通过氧化还原反应而产生电流的装置，通常由正极、负极、电解质溶液和导线 构成。
原电池构成条件与类型
构成条件
类型：根据电解质溶液的不同，原电池 可分为酸性、碱性、中性、熔融盐等类 型。
两电极间构成闭合回路。
有两种活动性不同的金属（或其中一种 为非金属导体）作电极。
电极材料均插入电解质溶液中。
典型原电池示例分析
非选择题解题思路展示和范例剖析
范例剖析
【例1】(2022年全国高考化学试题)一种新型电池——钠硫电池，其总反应为 $2Na + xS rightleftharpoons Na_{2}S_{x}$，则下列说法正确的是( )
非选择题解题思路展示和范例剖析
A. 该电池放电时， $Na^{+}$向负极移 动
计和操作技能。
实验材料：电极材料（如锌片、铜片 ）、电解质溶液（如稀硫酸）、导线
、电流表等。
第四章第二节化学电源
电解液含氧的粒子有 OH－和 H2O，其中 OH－含氧量 高，补在左边；Al＋OH－－3e－―→AlO－2 ，这样右边必然
要补氢，电解液含氢的除 OH－外，只有水了，即 Al＋OH
答案：Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O 降低
解题归纳 1．书写电极反应式时，正、负极得失电子相等时， 消耗或生成某种离子的量一般也是相等的，并且这种离子 的移动方向是由产生极移向消耗极。 2．二次电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生 还原反应；充电时，二次电池的负极接电源的负极，发生 还原反应，正极接电源的正极，发生氧化反应。
＋
4
===Zn2
＋
＋
Mn2O3(s)
＋
2NH3
＋
H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是
()
A．Zn
B．碳
C．MnO2 和 NH4＋ D．Zn2＋和 NH3
答案：C
3．燃料电池是一种新型电池，它利用燃料在氧化过 程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反
应如下：X 极，12O2(g)＋H2O(l)＋2e－===2OH－；Y 极，
二、一次电池 一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做 干电池。一次电池不能充电，不能反复使用。
三、二次电池 1．铅蓄电池的工作原理。
2.铅蓄电池的优缺点。 (1)优点：可重复使用、电压稳定，使用方便，安全 可靠，价格低廉。 (2)缺点：比能量低，笨重，废弃的电池污染环境。
四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例) 1．基本构造。
高三化学总复习 原电池 化学电源
第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应，一般是活泼性强的金属与电解质反应。
(2)电极，一般是活泼性不同的两电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)。
(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn与Cu2＋直接反应，部分化学能转化为热能；②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2＋的直接反应而造成能量损耗，电流稳定，且持续时间长。
(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2＋＋2e－电极反应Zn－2e－===Zn2＋===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。
4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。
(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源。
【判一判】判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极()(4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，再通过电解质溶液流回负极()(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料：Zn。
化学电源的种类及其工作原理课件
【思维深化】
• 1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 • (1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( ) • (2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池( ) • (3)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁作电极材
料( ) • (的4)比碱能性量锌高锰、干可电储池存是时一间次长电(池，其) 中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池 • (5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能( ) • (6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋( ) • 【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．二次电池
铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
放电 充电
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
【答案】
Pb(s)－2e－＋SO24－(aq)===PbSO4(s)
PbO2(s)
＋
2e
－
＋
4H
＋
(aq)
＋
SO
2－ 4
(aq)
===PbSO4(s)＋2H2O(l)
• 2．以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。 • (1)酸性条件 • 总反应式：_____________________________________________________； • 正极反应式：___________________________________________________； • 负极反应式：___________________________________________________。 • (2)碱性条件 • 总反应式：_____________________________________________________； • 正极反应式：___________________________________________________； • 负极反应式：___________________________________________________。
化学电源种类及应用范围 -回复
化学电源种类及应用范围 -回复
化学电源根据工作原理和电解质种类的不同，可分为多种类型，
常见的有：
1. 锂离子电池：广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机等便携
设备中，具有高能量密度、长寿命和较小体积的特点。
2. 镍镉电池：主要应用于航空航天、军事装备、电动工具等领域，具有高性能、高可靠性和长周期寿命等特点。
3. 铅酸蓄电池：常见于汽车蓄电池、UPS备用电源等设备中，具有较低成本、良好的循环寿命和较高的放电能力。
4. 锌-空气电池：适用于耳聋助听器、电动自行车等设备，具有
高能量密度、长工作时间和较低成本的特点。
5. 燃料电池：被广泛应用于电动汽车、船舶和微型电子器件等
领域，根据燃料种类的不同，可以分为氢燃料电池、甲醇燃料电池等。
以上只是一些常见的化学电源种类及其应用范围，随着技术的不
断发展，新型的化学电源也在不断涌现，为各个领域的电力需求提供
更多选择。
高三化学一轮复习原电池化学电源课件
定义
原电池是一种将化学能转化为电 能的装置，由两个电极、电解质 溶液和隔膜组成。
组成要素
正极、负极、电解质溶液、隔膜 和外壳等。
原电池工作原理及反应方程式
工作原理
原电池通过氧化还原反应将化学能转 化为电能。在原电池中，负极发生氧 化反应，正极发生还原反应，电子从 负极经外电路流向正极，形成电流。
反应方程式
化学电源根据工作原理分为一次电池 、二次电池和燃料电池。
化学电源主要由正极、负极、电解质 和隔膜组成。
一次电池通过一次性反应产生电能； 二次电池通过可逆反应反复充放电； 燃料电池通过燃料与氧化剂的反应产 生电能。
化学电源性能评价标准及方法
化学电源性能评价主要包括能 量密度、功率密度、使用寿命 、安全性和环保性等方面。
严格按照实验步骤进行操作，注意连 接电源和用电器的正确性，确保实验 结果的准确性。
注意电源极性
在使用化学电源时，要注意电源的极 性，确保正负极与用电器的要求相匹 配。
实验安全注意事项及应急处理措施
注意安全使用化学药品
在实验过程中，要注意安全使用化学药品，避免直接接触或吸入 有害物质。
遵守实验室规则
相对电动势E(相对)
非标准状态下测得的电动势
影响电动势的因素
温度、压力、电解质浓度、电极材料等
常见原电池电动势计算实例解析
01
02
03
氢氧燃料电池：E=0.4V
甲烷燃料电池：E=0.7V
锌锰干电池：E=1.5V
04
铅蓄电池：E=2.0V
04
化学电源工作原理及性能评价
化学电源工作原理简述
化学电源是通过化学反应将化学能转 化为电能的装置。
以锌-铜-稀硫酸原电池为例，负极： Zn - 2e^- = Zn^2+，正极：2H^+ + 2e^- = H2↑
电化学中的化学电源的种类
电化学中的化学电源的种类
电化学是研究化学反应和电流之间关系的科学。
化学电源是一种将
化学能转化为电能的装置。
化学电源可以分为以下几类：
1. 原电池
原电池是最简单、最基本的化学电源。
它是由两个不同金属构成的电
极和它们之间的一种电解质溶液组成。
当两个金属与电解质发生反应时，会产生电动势，从而产生电流。
2. 电解池
电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极和一个电解
质组成。
当在电解质中施加电压时，电解质中的离子将移动到电极上，发生氧化还原反应，从而转化成化学能。
3. 燃料电池
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它通过氧化还原反应，在不燃烧的情况下将燃料转化为电能。
燃料电池的种类包括氢气
燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。
4. 太阳能电池
太阳能电池是一种将阳光能转化为电能的装置。
它利用半导体材料吸收光子的能量，将其转化为电子能，从而产生电流。
5. 电池组
电池组是由多个电池单元组成的电源，可以为大型设备提供稳定的电源。
电池组的种类包括铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组等。
以上是电化学中常见的化学电源种类，每种电源都有自己独特的应用场景和优点。
而现代社会对电力的需求愈发增长，化学电源在生活和工业中的应用前景将更为广阔。
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2H2＋O2 = 2H2O
常见化学电源的种类及其工作原理
熔融碳酸钠？ 负极：CH4＋4CO32－－8e－=5CO2＋2H2O
正极：2O2 + 8e－ ＋ 4CO2= 4CO32－
碳酸钠溶液？ 负极：CH4＋9CO32－＋3H2O －8e－=10HCO3－
正极：2O2 + 8e－ ＋ 8HCO3－ = 8CO32－ ＋4H2O
常见化学电源的种类及其工作原理
(2012·济宁质检)一种新型熔融盐燃料电池具有高 发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质， 一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：
2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是( C )。
A．通CO的一极是电池的正极 B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e－===2CO32C．负极发生的电极反应是：CO＋CO－2e－===2CO2 D．正极发生氧化反应
________
铅蓄电池
（二次电池/ 可充电电池
）
—Pb—(s—)－—2e—－＋—S—O24－ —(a—q)=—==—Pb—SO—4(—s)
—Pb—O2—(s)—＋—2e—－ —＋—4H—＋ —(aq—) ＋— —SO—24－—(—aq)—==—= —Pb—SO—4(s—) —＋—
2H2O(l)
Pb(s)＋PbO2 (s)＋2H2SO4 (aq)=2PbSO4(s )＋2H2O (l)
A．①②
B．①③C．ຫໍສະໝຸດ ④D．③④常见化学电源的种类及其工作原理
谢谢观赏！
常见化学电源的种类及其工作原理
有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构
成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列
说法正确的是
( A )。
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－ ②负极上CH4失去电子，电极反应式：
③负极上是O2获得电子，电极反应式为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ④电池放电后，溶液pH不断升高
常见化学电源的种类及其工作原理 练习（1）银锌电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 为 美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。 1992-1998, 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：
Zn+Ag2O+
放电 充电
2Ag+ZnO
常见化学电源的种类及其工作原理
写出放电时的电极反应式: 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
常见化学电源的种类及其工作原理
常见化学电源的种类及其工作原理
电池
负极反应 2H2－4e－=== 4H＋
正极反应
酸性： O2＋4e－＋ 4H＋===2H2O
总反应式
氢氧燃料 电池
2H2－4e－ ＋4OH－ ===4H2O
碱性： O2＋4e－＋2H2O ===4OH－
固体：
2H2－4e－=== 4H＋ O2＋4e－ ===2O2－
知识点——常见化学电源 的种类及其工作原理
常见化学电源的种类及其工作原理
常见化学电源
电池
负极反应
正极反应
总反应式
碱性锌锰
2MnO2＋2H2O
电池 _Z_n_＋__2_O_H_－__－_____ ＋2e－
（一次电池 _2_e_－__=_Z_n_(_O_H_)_2 =2MnOOH＋
）
2OH－
_Z_n_＋__2_M_n_O_2_＋__ _2_H_2_O__=__2_M_n_O_OH _＋__Z_n_(_O_H_)_2___
（2）镉镍电池
负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解质：KOH溶
液。反应式如下：
放电
NiO2+Cd+2H2O 充电 Ni(OH)2+ Cd(OH)2
写出放电时电极反应式： • 负极反应：Cd＋2OH－－2e－ === Cd(OH)2； • 正极反应：NiO2＋2H2O＋2e－=== Ni(OH)2＋2OH－；