发展中的化学电源_ppt
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课件5：2.2.2 发展中的化学电源
【议一议】 2．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人
的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2 和H2O进行工作。请讨论解答： (1)负极材料是______，电极反应为__________________。 (2)正极材料是______，电极反应为__________________。
盐桥
Zn2+ Zn2+
Zn2+ Zn2+ Zn2+
e
K+
e ee
NO3-
e e Zn2+
K+
e ee
e e ee
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Zn2+
ee e e Zn2&ee
Zn2+
Zn2+
ee Zn2Z+n2+
NO3- K+
e ee
NO3-
ee
Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
e e Cu2+
ee ee
Cu2+ Cu2+
e
e e
e
Cu2+ Cu2+
ee
e
Cu2+
Cu2+ Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
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总反应:
Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 ↑+Mn2O3 + H2O
课件12：2.2.2 发展中的化学电源
2.下列说法中正确的是 ( C ) A.镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C.化学电池的反应基础是氧化还原反应 D.铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb,负极材料PbO2
【解析】A项中碱性锌锰干电池是一次电池,A错;燃料电池是一种高效、 不会污染环境的新型电池,B错;铅蓄电池放电的时候正极是PbO2,负极 是Pb,D错。
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放 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO24 (aq)+2e-==PbSO4(s)+2H2O(l)
铅蓄 电
电池
总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)==2PbSO4(s)+2H2O(l)
充 PbO2电极上发生氧化反应； 电 Pb电极上发生还原反应
氢氧燃 料电池
酸性 碱性
负极：2H2-4e-==4H+ 正极：O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O 负极：2H2+4OH--4e-==4H2O
氢氧化钾或硫酸
【自测练习】
1.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是 ( A )
A.碱性锌锰电池
B.手机用锂电池
C.汽车用铅蓄电池 D.玩具用镍氢电池
【解析】A项,碱性锌锰电池属于一次电池,不属于可充电电池,A正确;B 项,手机用锂电池属于可充电电池,B错误;C项,汽车用铅蓄电池属于可充 电电池,C错误;D项,玩具用镍氢电池属于可充电电池,D错误。
(2)试分析碱性条件下甲烷燃料电池的正负极分别通入什么气体?写出两 极的电极反应式。 提示：燃料电池的正极通入O2,电极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-；负 极通入可燃性气体,即甲烷,电极反应式可由总方程式减去正极反应式得
高中化学新课标人教版必修二第二章《第二节 发展中的化学电源》生活中的化学电源教学课件 (共17张PPT)
燃料电池的规律 ①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的 作用。
燃料电池与前几种电池的差别： ①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出
③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%， 有利于节约能源。
化学电池的组成
组 成 负 极 正 极 电解质
电极材料
二、一次电池
干电池
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
负极：——Zn
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
电池总反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
普通锌-锰干电池的结构
化学电池的分类
• 一次电池（干电池）：电池消耗到一定 程度，就不能使用；
• 二次电池（充电电池或蓄电池）：放电 后可以再充电重新使用； • 燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学 能直接转换成电能的化学电池。
２、化学电池优点 （１）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。 ３、判断电池优劣的标准
三、二次电池 铅蓄电池
负极：——Pb 正极：——PbO2
电解质： H2SO４溶液 放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O [阅读] P76-77 1、了解铅蓄电池充电时的电极反应。 2、了解铅蓄电池优缺点。
人教版必修二第二章第二节第四课时 发展中的化学电源(共22张PPT)
国家和地区形成 商业化,半商业化 生产能力, 市场开 拓从空间转向地 面系统应用。
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
例1. 下列说法正确的是C( ) A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C．化学电池的反应基础是氧化还原反应 D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器
4.锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2==6LiCl+Li2SO3+2S
负极：8Li-8e-；==正8L极i+：
3SOCl2。+8e-==6Cl-+SO32-+2S
相对其它金属做负极时，提供相同的电量，锂做负极时消耗的质量小，
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
总反应： Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O
正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻，使电池难以正常工作， MnO2的
作用是吸收正极放出的H2
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
极反应和总反应
O2
正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH—
负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 总反应：
KOH
氢氧燃料电池模拟
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
通过电极反应和总反应：正极区碱性增强，负极区碱性减弱，电解质溶液碱
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
例1. 下列说法正确的是C( ) A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C．化学电池的反应基础是氧化还原反应 D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器
4.锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2==6LiCl+Li2SO3+2S
负极：8Li-8e-；==正8L极i+：
3SOCl2。+8e-==6Cl-+SO32-+2S
相对其它金属做负极时，提供相同的电量，锂做负极时消耗的质量小，
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
总反应： Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O
正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻，使电池难以正常工作， MnO2的
作用是吸收正极放出的H2
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
极反应和总反应
O2
正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH—
负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 总反应：
KOH
氢氧燃料电池模拟
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
通过电极反应和总反应：正极区碱性增强，负极区碱性减弱，电解质溶液碱
课件10：2.2.2 发展中的化学电源
2.根据原电池反应书写电极反应式 (1)根据化合价升降,找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定正负极 产物。 (2)利用得失电子守恒,确定参与氧化还原反应物质的计量数。 (3)利用电荷守恒、原子守恒调节其他物质的化学计量数。 3.原电池总反应式的书写 两电极反应式得失电子数相等时,将两电极反应式相加即得原电池总反 应式。 4.书写电极反应式应注意电解质溶液的影响 酸性溶液反应物、生成物中均无OH-;碱性溶液反应物、生成物中均无 H+;水溶液中不能出现O2-。
②若负极材料本身不反应,如燃料电池,在书写负极反应式时,要将燃料 失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如碱性 介质中氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-==2H2O。 (2)正极 当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极 反应的物质是电解质溶液中的某种微粒。
【解析】当电解质溶液显碱性或中性时,该燃料电池正极发生的反应均 为 O2+2H2O+4e-==4OH-,A 项正确;铝作负极,负极反应应该是铝失去电 子变为铝离子,在氢氧化钠溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝
酸根,因此负极反应为 Al+4OH--3e-==AlO2- +2H2O,B 项错误;该电池在碱 性条件下工作时,消耗了碱,反应的化学方程式为
素能应用 【典例1】 下列有关电池的叙述不正确的是( A ) A.水果电池是方便实用的家用电池 B.铅蓄电池是一种常用的二次电池 C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置 D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄 【解析】水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电, 不能作为家用电池;铅蓄电池是一种常用的二次电池,氢氧燃料电 池产物为水,无污染;锌锰干电池工作时,Zn放电被消耗,故工作一 段时间后锌外壳会逐渐变薄,B、C、D三项正确,A项错误。
2.2-2.发展中的化学电源 PPT57张
【答案】 B
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
2024全新化学电源ppt课件(2024)
挑战与机遇并存
2024/1/29
27
技术挑战及解决方案
01
安全性问题
全新化学电源技术可能面临更高的安全风险，如电池热失控、电解液泄
漏等。解决方案包括研发更稳定的电解质、优化电池结构设计等。
02
能量密度提升
为满足更高续航里程和更快充电速度的需求，需提高电池的能量密度。
可通过改进正负极材料、提高电极活性物质利用率等方式实现。
2024/1/29
25
便携式设备领域应用
锂离子电池
手机、笔记本电脑等便携式设备的首选电源，具有高能量密度、轻 便等优点。
超级电容器
在便携式设备中作为辅助电源，提供瞬时大电流以满足设备峰值功 率需求。
薄膜电池
柔性、轻便等特点使其可穿戴设备、智能卡等领域具有广泛应用前景 。
2024/1/29
26
06
新能源政策
政府对新能源产业的扶持将有利于全新化学电源 的发展，如提供税收优惠、资金支持等。
电池回收政策
3
政府制定的电池回收政策将影响全新化学电源的 生命周期管理和成本控制，需关注政策走向并制 定相应的应对策略。
2024/1/29
30
感谢您的观看
THANKS
2024/1/29
31
充放电性能测试
对电池进行充放电实验， 记录电池的电压、电流、 容量等参数，评估电池的 充放电性能和循环寿命。
20
安全性能测试
过充、过放测试
对电池进行过度充电或过度放电 ，观察电池的安全性能表现，如
是否膨胀、漏液、爆炸等。
高温、低温测试
将电池置于高温或低温环境下， 测试电池的性能表现和安全性，
如是否起火、爆炸等。
2024/1/29
27
技术挑战及解决方案
01
安全性问题
全新化学电源技术可能面临更高的安全风险，如电池热失控、电解液泄
漏等。解决方案包括研发更稳定的电解质、优化电池结构设计等。
02
能量密度提升
为满足更高续航里程和更快充电速度的需求，需提高电池的能量密度。
可通过改进正负极材料、提高电极活性物质利用率等方式实现。
2024/1/29
25
便携式设备领域应用
锂离子电池
手机、笔记本电脑等便携式设备的首选电源，具有高能量密度、轻 便等优点。
超级电容器
在便携式设备中作为辅助电源，提供瞬时大电流以满足设备峰值功 率需求。
薄膜电池
柔性、轻便等特点使其可穿戴设备、智能卡等领域具有广泛应用前景 。
2024/1/29
26
06
新能源政策
政府对新能源产业的扶持将有利于全新化学电源 的发展，如提供税收优惠、资金支持等。
电池回收政策
3
政府制定的电池回收政策将影响全新化学电源的 生命周期管理和成本控制，需关注政策走向并制 定相应的应对策略。
2024/1/29
30
感谢您的观看
THANKS
2024/1/29
31
充放电性能测试
对电池进行充放电实验， 记录电池的电压、电流、 容量等参数，评估电池的 充放电性能和循环寿命。
20
安全性能测试
过充、过放测试
对电池进行过度充电或过度放电 ，观察电池的安全性能表现，如
是否膨胀、漏液、爆炸等。
高温、低温测试
将电池置于高温或低温环境下， 测试电池的性能表现和安全性，
如是否起火、爆炸等。
发展中的化学电源 课件
• (4)实验现象：
铜片 锌片 电流表
现象 铜片上有气泡产生 锌片逐渐溶解，不产生气泡 电流表指针发生偏转
• (5)实验结论：由于锌和铜的活动性不同，锌 容易失去电子，被氧化成Zn2＋进入溶液，电 子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从 铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结 合成氢分子从铜片上逸出。这一变化过程可 以表示如下：
料电池的电极一般为惰性电极)； • 看溶液——两极插入电解质溶液中； • 看回路——形成闭合回路；
• 2．原电池正负极的判断方法
• (1)根据组成原电池的两极材料判断
• 一般是活动性较强的金属为负极；活动性较 弱的金属或能导电的非金属为正极。
• (2)根据原电池两极发生的变化来判断
• 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正 极总是得电子发生还原反应。
• ②两个电极，一个相对较活泼，一个不活泼。 可同为金属，也可一种是金属另一种是非金 属。
• ③能自发地发生氧化还原反应。 • ④形成闭合回路。
• 2．怎样判断一个原电池的正负极？怎样书写 电极式？
• 提示：①两极更易失电子一极为负极，另一 极便为正极。
• ②书写方法 • 原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还
• (6)水果电池实验探究
• ①实验用品：镁条、铜片、铁片、导线、金 属夹，手电筒用发光二极管、果汁(橙汁、苹 果汁、柠檬汁等)、500 mL烧杯。
• ②实验方案：a.Cu－Mg原电池，电解质溶液 为橙汁；b.Cu－Fe原电池，电解质溶液为苹 果汁；c.Fe－Mg原电池，电解质溶液为柠檬 汁。
• ③实验操作：用导线分别将三种方案中的金 属片连接到金属夹上，分别将各组金属片插 入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发 光二极管两端分别接触三种方案中金属活泼 性不同的金属夹。
铜片 锌片 电流表
现象 铜片上有气泡产生 锌片逐渐溶解，不产生气泡 电流表指针发生偏转
• (5)实验结论：由于锌和铜的活动性不同，锌 容易失去电子，被氧化成Zn2＋进入溶液，电 子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从 铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结 合成氢分子从铜片上逸出。这一变化过程可 以表示如下：
料电池的电极一般为惰性电极)； • 看溶液——两极插入电解质溶液中； • 看回路——形成闭合回路；
• 2．原电池正负极的判断方法
• (1)根据组成原电池的两极材料判断
• 一般是活动性较强的金属为负极；活动性较 弱的金属或能导电的非金属为正极。
• (2)根据原电池两极发生的变化来判断
• 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正 极总是得电子发生还原反应。
• ②两个电极，一个相对较活泼，一个不活泼。 可同为金属，也可一种是金属另一种是非金 属。
• ③能自发地发生氧化还原反应。 • ④形成闭合回路。
• 2．怎样判断一个原电池的正负极？怎样书写 电极式？
• 提示：①两极更易失电子一极为负极，另一 极便为正极。
• ②书写方法 • 原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还
• (6)水果电池实验探究
• ①实验用品：镁条、铜片、铁片、导线、金 属夹，手电筒用发光二极管、果汁(橙汁、苹 果汁、柠檬汁等)、500 mL烧杯。
• ②实验方案：a.Cu－Mg原电池，电解质溶液 为橙汁；b.Cu－Fe原电池，电解质溶液为苹 果汁；c.Fe－Mg原电池，电解质溶液为柠檬 汁。
• ③实验操作：用导线分别将三种方案中的金 属片连接到金属夹上，分别将各组金属片插 入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发 光二极管两端分别接触三种方案中金属活泼 性不同的金属夹。
高一化学必修2_《发展中的化学电源》精品课件
（1）锂；Li―e-＝Li+ （2）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
发展中的化学电源 课件
2．甲烷燃料电池 该电池用金属铂插入 KOH 溶液中作电极，又在两极上分 别通入甲烷和氧气，电极反应为： 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
若为酸性介质(电解质为稀 H2SO4)电极反应为： 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O 总反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O
课内针对性训练
1.下列化学电池不易造成环境污染的是( )
A．氢氧燃料电池
B．锌锰电池
C．镍镉电池
D．铅蓄电池
答案 A
解析 氢氧燃料电池以酸或碱溶液为电解质溶液，产物为 水，不易造成环境污染，锌锰电池、镍镉电池、铅蓄电池易造 成重金属污染。
2．Ni—Cd 可充电电池，可以发生如下反应：Cd(OH)2＋
4．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，它主要是利 用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用 的氢氧燃料电池的基本反应是：
x 极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－===4OH－ y 极：H2(气)＋2OH－===2H2O(液)＋2e－
回答下列问题： (1)x 是________，发生________反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)y 是负极，发生______反应，总反应方程式为________。 (3)若反应后得到 5.4 g 液态水，此时氢氧燃料电池转移的 电子数为________mol。
生物体 D 中重金属浓度________(填“＞”“＝”或“＜”) 生物体 A 中重金属浓度，这是通过食物链富集作用所引起的。 除上述途径外，被污染水体中的重金属还可以直接通过 ________(填途径)进入人体。
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甲醇燃料电池（碱性介质）
总反应式： 2CH4O + 3O2 +4KOH === 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为： 3O2+12e- + 6H20===12OH负极的电极反应式为： 2CH4O -12e-+16OH- === 2CO32- + 12H2O
（4）海水电池
1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电 池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电 解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。 这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。电极 反应式为： 负极：
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－ 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）
2.充电电池
（1）电极材料及原料 正极：PbO2 （2）电解质溶液
铅蓄电池
负极：Pb H2SO4溶液
书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃 料电池总反应； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单);
（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极 的电极反应式。
正极反应一般为 ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质
O2+2H2O+4e－=4OH-
（1）氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种新型的 化学电池，其构造如图示： 两个电极均由多孔性碳制成， 通入的气体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。
充电
2 PbSO4 + 2H2O
3.新型燃料电池
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 “能量转换器”
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
减少污染
节约资源
实践活动
• 调查市场常见电池的种类、应用和回收 价值。
铅蓄电池的充电过程——电解池
阴极： PbSO4 +2e- ＝ Pb+SO42阳极： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO42-+4H++2e电池总反应：2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
=2PbSO4+2H2O
铅蓄电池的充放电过程 放电 PbO2 + Pb + 2H2SO4
电池的发展方向
光电池使用方便,特别是近年来 微小型半导体逆变 器迅速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展 中国家都制定出庞大的 光伏技术发展计划,开发方 向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成 本,不断扩大产 业.目前已有80多个国家和地区形
成商业化,半商业 化生产能力,年均 增长达16,市场开 拓从 空间转向地 面系统应用。
3)优点:
1.干电池
（1）普通干电池
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
（2）碱性Zn- Mn干电池
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。
4Al - 12e-= 4Al 3+
正极： 3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH 电池总反应： 4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3↓
补充
Al
Mg
NaOH溶液 负极：2Al+8OH—6e-=2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH电池反应式：
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
一，常见的各类电池
锂电池
各 类 电 池
干电池
叠层电池
纽扣电池
（第二课时）
发展中的化学能源
二：发展中的化学电源
1)概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池 ③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。 ②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池 和电池组，使用方便。 ③易维护，可在各种环境下工作。
CH4燃料电池（酸性介质）
1、燃料电池总反应： CH4+2O2=CO2+2H2O ① 2、正极反应： O2+4H++4e-=2H2O ② 3、负极反应：①-②×2，得： CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（3）甲醇燃料电池（酸性介质） 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O 正极的电极反应式为： 3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极的电极反应式为： 2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2
碱性介质
负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH总反应： O2+2H2 =2H2O
燃 料 电 池
介质
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
（3）电极反应式：
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
铅蓄电池的放电过程——原电池
负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e正极：PbO2+SO42-+4H++2e - =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
酸性 中性 碱性
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
（2）CH4燃料电池（碱性介质）
1.燃烧总化学反应： CH4+2O2→CO2+2H2O
2.燃料#43;2O2 = CO3 2 -+3H2O 3.正极： 2O2+4H2O+8e－= 8OH4.负极： CH4+10OH--8e－= CO32-+7H2O