发展中的化学电源(必修二)公开课PPT课件

总反应：2Li+I2=2LiI
特点：高能电池，质量轻，贮存时间长等。
用途：现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像
机、手表、心脏起搏器等低功耗电器的
主流。
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3、燃料电池
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。
可供选择的燃料很多，如:氢气、烃类、肼、甲醇、氨、
如：Mg－Al(KOH)原电池， 负极反应式为：Al－3e－＋4OH－==AlO2—＋2H2O； 铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－ ＋SO42—==PbSO4。
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②负极本身不反应时，常见书写方法为： 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为： H2－2e－===2H＋ 氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为：
正极(C)：2NH4+ + 2e-= 2NH3
+ H2
2MnO2 + H2= Mn2O3 +
副反应H：2OZn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+
电池总反应方程式：
Zn+2NH4Cl+2MnO2＝ZnCl2+20N21 H3+Mn2O3+2H2O
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（2）碱性锌锰干电池:能量和储存时间时间提高，更耐用
第二节 化学能与电能
发展中的化学电源
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1见的化学电池
1.干电池(一次性电池)
(1)酸性锌锰干电池 (使用寿命短，易泄漏)
电极:Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、
电极方程式： 2NH4+ +2MnO2 +2e=2NH3+Mn2O 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋
负极： （Al）：4Al-12e- = 4Al3+
正极： （石墨）3O2+6H2O+12e— = 12OH—
总反应： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
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2.充电电池（又称二次电池，能够重复使用）
(1)铅蓄电池: 电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式:
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②书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶 液反应的问题，若反应也要书写叠加式。
如：氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为： O2＋4e－＋4H＋===2H2O 氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为： O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2．原电池反应式的书写 将两电极反应式相加即得原电池总反应式。
放电时：为原电池
负极： Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4 正极: PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总电池反应:
PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O
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(2)镍镉充电电池：
负极： Cd
镍
正极： NiO(OH)
镉 电
电解质： KOH
池
应用：具有残留性记忆，可重复使用500次以上，
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
一定要会判断：酸性有H+ (肯定没OH- ）；
碱性有OH- (肯定没 H+ ）
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（2）CH4燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极， 又在两极上分别通甲烷和氧气。
总反应： CH4 + 2O2 + 2KOH＝K2CO3 + 3H2O 负极： CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O 正极： 2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH-
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三、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，电极本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可 直接写为金属阳离子， 如：Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。
若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应 式为两反应合并后的反应式．
3.已知空气-锌电池的电极反应为：
锌片：Zn+20H--2e- =ZnO+H20 石墨：02+2H20+4e- =40H根据此判断，锌片是( A )
体积小；但镉有致癌作用,如不回收，会产
生严重污染;广泛用于收录机、无线对讲
机、电子闪光灯、电动剃须刀等.
总反应式：
放电
NiO(OH) + Cd + 2H2O 充电
2Ni(OH)2 +
Cd镉(O有H)致2 癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
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(3)锂离子电池（绿色电池）
负极： 2Li-2e— = 2Li+ 正极： I2+2e— = 2I—
煤气等液态或气态的燃料。
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（1）氢氧燃料电池 电极:Pt制作的惰性电极
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氢氧燃料电池在不同电解质时的电极反应
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
H2－2e－＋2OH－=2H2O
(2)正极反应式的书写
①首先判断在正极发生反应的物质。
a. 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
液中的某种粒子；
b. 当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化
学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解
质溶液中的O2。
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电极反应式:
负极: Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2
正极: 总反应式:
Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－
Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
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(4)海水电池
1991年我国首创的以铝—空气—海水组成的新型电池， 可用于航标灯中。 [思考]指出该电池的正、负极材料、写出正、负极反 应式和总反应式。
电极: Zn为负极,碳棒为正极 电解液： KOH
负极：Zn + 2OH- - 2e- → Zn(OH)2 正极：2MnO2 + H2O + 2e- → Mn2O3+2OH总反应：Zn + 2MnO2 + H2O ＝ Zn(OH)2+ Mn2O3
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(3)银锌电池
Zn为负极, Ag2O为正极 电解液: KOH溶液
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练习
1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，
其充电和放电过程可以表示为：
2Ag+Zn(OH)2
Ag2O+Zn+H2O ，则此电
池放电时，负极上发生反应的物质是（ D ）
（A）Ag
（B）Zn (OH)2
（C）Ag2O （D）Zn
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2.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成 原电池时，锌为负极，则该金属可能为( C ) A．铝 B．铜 C．锡 D．硅