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專題2化學反應與能量轉化,第三單元化學能與電能的轉化,二、化學電源,1,給你Al、Zn、Cu和一只蘋果你能制成幾種水果電池?,水果電池,2,AlCu,AlZn,ZnCu,3,兩極碳棒上產生氣泡,電解水，兩極分別產生H2和O2,二極管發(fā)光,回路中有電流產生,二、化學電源,氫氧燃料電池的電極反應式,負極(碳棒)：2H2－4e－==4H＋,正極(碳棒)：O2＋4H＋＋4e－==2H2O,總反應式：2H2＋O2==2H2O,4,正負電極本身不一定要參與反應,5,6,二.化學電源,一次電池（如干電池）:用過后不能復原二次電池（如蓄電池）:充電后能繼續(xù)使用燃料電池：將燃料和氧化劑中的化學能直接、連續(xù)地轉化為電能的發(fā)電裝置。,電池的發(fā)明已經有200多年的歷史了。在生活和高科技領域都有很廣泛的應用。常見化學電源：42頁拓展視野1、將這些化學電源分類。2、找出正、負極、電解質溶液,一次電池,普通鋅錳電池,鋅錳干電池,Zn+MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),負極：Zn,正極：碳棒（反應物為MnO2氯化銨）,電解質：氯化鋅,干電池放電時電極反應式為負極（鋅筒）：Zn－2e－==Zn2＋正極（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3+2NH3+H2O總反應為：Zn+2MnO2+2NH4+==Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,鋅－錳干電池,10,隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。,體積小、性能好的堿性鋅－錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。,11,銀鋅鈕扣電池,Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,二次電池,負極：Zn,正極：氧化銀,電解質：氫氧化鉀溶液,銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，電極反應式為：負極:Zn－2e－+2OH－==Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e－==2Ag+2OH－總反應為：Zn+Ag2O+H2O==2Ag+Zn(OH)2,2、銀鋅電池—紐扣電池,13,二次電池,鉛蓄電池,負極,正極,電解質,優(yōu)點：放電時電動勢較穩(wěn)定、工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個循環(huán)、貯存性能好、造價較低，因而應用廣泛。缺點：是比能量（單位重量所蓄電能）小，十分笨重，對環(huán)境腐蝕性強。,課堂練習:,書寫鉛蓄電池的電極反應,總反應:,負極:,Pb–2e-+SO42-===PbSO4,正極:,PbO2+2e-+SO42-+4H+==PbSO4+2H2O,注意原子守衡,注意原子守衡,鎳氫電池:鎳氫電池是二十世紀九十年代發(fā)展起來的一種新型綠色電池，具有高能量、長壽命、無污染等特點，因而成為世界各國競相發(fā)展的高科技產品之一。,MH+NiOOHM+NiO+H2O,0,+1,+3,+2,負極,正極,鎳氫電池的缺點：是價格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。,電解質：氫氧化鉀溶液,把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器”,,優(yōu)點：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用,燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池,新型燃料電池,燃料:氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣……）,氫氧燃料電池,酸性電解質：,負極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應:2H2+O2==2H2O,負極：2H2-4e-==4H+,正極：O2+4H++4e-==2H2O,總反應：2H2+O2==2H2O,有水生成.電解質溶液的PH將變小,有水生成.電解質溶液的PH將增大,堿性電解質:,4、新型燃料電池,18,甲醇-空氣燃料電池,優(yōu)勢：體積小巧燃料使用便利潔凈環(huán)保理論能量比高缺陷：能量轉化率低性能衰減快成本高,堿性條件總反應式:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,負極反應物,正極反應物,電解質,5.甲烷燃料電池:該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應：負極：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-＝8OH-總反應：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O,電解液的PH將變?。?20,書寫電極反應式應注意以下幾點：,2．負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物，與溶液的酸堿性有關（如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在）；,1．將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；,3．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它與H＋結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH－；,21,練習1: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，電流總反應式為：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?電池正極電極反應式為：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?外電路中每通過0?2mol電子，鋅的質量理論上減小6?5g,C,22,練習2:銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表為:在此電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質是（）A、AgB、Zn（OH）2C、Ag2OD、Zn,D,23,,練習3：航天技術上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質是酸，其負極反應可表示為2H2-4e-=4H+，則其正極反應式為。堿式電池的電解質是堿，其正極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負極反應可表示為。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2-4e-+4OH-=4H2O,24,有關資料顯示，一節(jié)一號電池爛在地里，能使１平方米的土壤永久失去利用價值；一粒紐扣電池可使600噸水無法飲用，相當于一個人一生的飲水量。,25,26,兩極碳棒上產生氣泡,電解水，兩極分別產生H2和O2,二極管發(fā)光,回路中有電流產生,二、化學電源,氫氧燃料電池的電極反應式,負極(碳棒)：2H2－4e－==4H＋,正極(碳棒)：O2＋4H＋＋4e－==2H2O,總反應式：2H2＋O2==2H2O,27,