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,歡迎進入化學課堂,第二節(jié)化學電源,[目標]：1.了解常見的化學電源的種類和工作原理，知道它們生產、生活與國防中的實際應用；2.會寫常見化學電源的電極反應式。[重點]：化學電源的工作原理[難點]：電極方程式的書寫,發(fā)明電池的故事,伏特是意大利帕維亞大學的研究電學的物理學家.有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學家的一篇論文,說動物肌肉里貯存著電,可以用金屬接觸肌肉把電引出來.看了這篇論文,伏特非常興奮,便決定親自來做這個實驗.他用許多只活青蛙反復實驗,終于發(fā)現(xiàn),實際情況并不像加伐尼所說的那樣,而是兩種不同的金屬接觸產生的電流,才使蛙腿的肌肉充電而收縮.為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的,伏特決定更深入地了解電的來源。為了紀念他的貢獻,人們把電壓的計量單位叫做伏特,簡稱伏,符號V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。,1.一次電池(干電池):活性物質消耗到一定程度,就不能使用；2.二次電池(充電電池或蓄電池):放電后可以再充電使活性物質獲得再生；3.燃料電池:一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學能直接轉換成電能的化學電池。,化學電池的分類,衡量電池優(yōu)劣的指標,a.比能量:電池單位質量或單位體積所能輸出電能的多少,符號(Ah)/kg,(Ah)/Lb.比功率:電池單位質量或單位體積所能輸出功率的大小,符號W/kg,W/Lc.儲存時間:電池的儲存時間的長短,1.普通鋅錳干電池:活性物質為NH4Cl和淀粉糊作電解質,還填有MnO2和炭黑.電極反應式：負極:Zn-2e-＝Zn2+正極:2NH4++2e-+2MnO2＝Mn2O3+2NH3↑＋H2O總反應Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O2.堿性鋅錳干電池:活性物質為KOH和淀粉糊作電解質,還填有MnO2和炭黑.電極反應式：負極：Zn-2e-+2OH-＝Zn(OH)2正極：2MnO2+2e-+2H2O＝2MnOOH+2OH-總反應:Zn+2MnO2+2H2O＝2MnOOH+Zn(OH)2,[一次電池]:,除特殊情況外,質量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池,更適合使用者的需要。,3.高能電池：,(1)AgZn電池:負極為Zn,正極為Ag2O,電解質:KOH,特點:比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時間長、適宜小電流連續(xù)放電、便攜等優(yōu)點。電極反應：正極:Ag2O+H2O＋2e-＝2Ag+2OH-;負極:Zn+2OH-－2e-＝ZnO+H2O;)。電池反應:Zn+Ag2O＝ZnO+2Ag(2)Li電池:負極:Li,正極可以是:CuO、FeS2、MnO2、C等;無機溶劑亞硫酰氯?SOCl2?在炭極上發(fā)生還原反應.電解液是由四氯鋁化鋰?LiAlCl4?溶解于亞硫酰氯中組成.它的總反應是鋰與亞硫酰氯發(fā)生反應,生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。(-)8Li－8e-=8Li+;(+)3SOCl2+8e-=6Cl-+2S+SO32-總反應：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S,鉛蓄電池：其電池反應可以正向和逆向進行.蓄電池放電時為自發(fā)電池,充電時為電解池.充電后電池容量得到恢復,充放電次數(shù)可達千百次.1.放電時電極反應式:負極:Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O總反應：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O2.(充放電)可逆反應式:充電時電極反應式與放電時電極反應式相反,所以可以把上述反應寫成一個可逆反應式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,[二次電池],電池特點:比能量高、電壓高、儲存時間長、工作溫度寬等優(yōu)點(p76表1-1).,1.氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。A.酸性條件下工作原理：正極:O2+4H++4e-＝2H2O;負極:2H2-4e-＝4H+總(電池)反應：2H2+O2＝2H2OB.堿性條件下工作原理：正極:O2+2H2O＋4e-＝4OH-;負極:2H2+4OH-－4e-＝4H2O總(電池)反應：2H2+O2＝2H2O,一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學能直接轉換成電能的化學電池.電池的電極本身不包含活性物質,只是一個催化轉化元件.工作時,燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給,在電極上不斷地進行反應,生成物不斷地被排除,于是電池就連續(xù)不斷地提供電能.清潔、能量轉換率高的特點。,[燃料電池]:,2.其它燃料電池：是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷?或其它烴燃料?和氧氣?氧化劑?。電極反應式為：負極：CH4＋10OH-－8e?＝CO32-＋7H2O；正極：4H2O＋2O2＋8e?＝8OH?。電池反應為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O,負極:Al-3e?＝Al3+;正極:2H2O+O2+4e?＝4OH?電池總反應式為：4Al＋3O2+6H2O＝4Al?OH?3,3.鋁—空氣燃料電池：已研制成功并已推廣使用的鋁—空氣燃料電池,它的優(yōu)點是：體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動力，還能用于收音機、照明電源、野營炊具、野外作業(yè)工具等。,1.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是根據(jù)此反應式判斷,下列敘述中正確的是..................()A.電池放電時,電池負極周圍溶液的pH值不斷增大B.電池放電時,鎳元素被氧化C.電池充電時,氫元素被還原D.電池放電時,H2是負極,,,,,放電時該裝置作為原電池，氫元素由0價升高為+1價，H2是負極，H原子失電子變成H+離子，負極周圍溶液的pH不斷減小。鎳元素由+3價降低為+2價，鎳元素被還原。因此A、B不正確，。充電時該裝置作為電解池，氫元素由+1價降低為0價，氫元素被還原。C、D正確,練習:,2.實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：負極：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極:PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O今若制得Cl20.050mol,這時電池內消耗n(H2SO4)至少是……()A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol,鉛蓄電池的總反應式為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。電解NaCl飽和溶液時，電路上有2mol電子通過時消耗2mol的H2SO4，此時在陽極應產生1molCl2。若要制得0.050molCl2，需消耗H2SO4為0.10mol,即C正確。,3.(2000年全國高考理綜題)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,CO為陽極燃氣,空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池,完成有關的電池反應式:陽極反應式：2CO+2CO32--4e-==4CO2陰極反應式：_________________，電池總反應式：_______________。,解析：作為燃料電池,總的效果就是把燃料進行燃燒.本題中CO為還原劑,空氣中O2為氧化劑,電池總反應式為：2CO+O2==2CO2。用總反應式減去電池負極(即題目指的陽極)反應式,就可得到電池正極(即題目指的陰極)反應式：O2+2CO2+4e-=2CO32-,O2+2CO2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2,解析:KOH電解液,總反應－負極反應,得正極反應：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq).電子由Zn負極通過外電路到正極.1molZn失2mol電子,外電路中每通過O.2mol電子,Zn的質量理論上減小6.5g.故答案為C項。,4.(2004年江蘇高考化學題)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應用.鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯誤的是……………………………()A.電池工作時,鋅失去電子B.電池正極電極反應為：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極D.外電路每通過0.2mole-,理論上減小鋅的質量6.5g,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,