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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章电化学基础,第,2,节化学电源,【学与问】,在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？,电池,化学电池,太阳能电池,原子能电池,将,化学能转换成电能,的装置,将太阳能转换成电能的装置,将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置,用途广泛的电池,用于汽车的铅蓄电池和燃料电池,用于“神六”的太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,摄像机专用电池,纽扣电池,高性能燃料电池,用途广泛的电池,一、化学电池,化学电池是将化学能转变成电能的装置,。,1,分类,化学电池,一次电池,二,次电池,燃料,电池,2,优点,(1),能,量转化效率,较高,，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,及电池组,。,(3),使用方便，易于维护。,3,判断电池优劣的主要标准,(1),比能量：即单位质量和单位体积所,能,输,出电能,的,多少，单位,(Ah)/,kg,、,(,Ah)/,L,或,(,Wh)/,kg,、,(Wh)/L,。,(2),比功率：即单位质量或单位体积所,能,输,出功率,的,大小，单位,W/kg,或,W/L,。,(3),电,池储存时间,的,长短。,二,、,一次电池,(1),基本,构造,1,碱性锌锰电池,(2),组成,正极,：,MnO,2,；负极,:Zn,；电解质,：,KOH,(3),工作,原理,Zn,2OH,2e,Zn(OH),2,2MnO,2,2e,2H,2,O,2MnOOH,2OH,(4),特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。,总反应,：,Zn,2MnO,2,2H,2,O,2MnOOH,Zn(OH),2,负极,：,正极：,碱性电池,2,锌银电池,(,钮扣电池,),(1),基本构造,(2),组成,负极,：,Zn,；,正极,：,Ag,2,O,；,电解质,：,KOH,(,4),特点：比能量大，电压稳定，储存时间长，适用于小电流连续放电。,(3),工作原理,Zn,2OH,2e,Zn(OH),2,Ag,2,O,2e,H,2,O 2Ag,2OH,总反应：,Zn,Ag,2,O,H,2,O,Zn(OH),2,2Ag,负极：,正极：,3,锂电池,(1),基本,组成,负极,：,Li,正极,：,MnO,2,、,CuO,、,FeS,2,等,电解质,溶液（非水,溶剂,）,(2),特点：比能量高、电压高、工作温度宽，储存时间长。,【,讨论,】,为什么锂电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因。,2Li,2H,2,O 2LiOH,H,2,三、二次电池,1,铅蓄电池的构造,PbO,2,4H,SO,4,2,2e,PbSO,4,2H,2,O,2,铅蓄电池的工作,原理,Pb,PbO,2,2H,2,SO,4,2PbSO,4,2H,2,O,放电,充电,Pb,SO,4,2,2e,PbSO,4,(2),充电,时,阴极,2PbSO,4,2H,2,O,2e,PbO,2,4H,SO,4,2,发,生还原,反应,发,生氧化,反应,阳极,PbSO,4,2e,Pb,SO,4,2,发生氧化反应的电极叫做,阳极,:,与原电池的正极,相连。,与,原电池的负极,相连；,电化学上常把,发生,还原反应的电极叫做,阴极,:,(1),放电时,负极：,正极：,白色沉淀,3,、优缺点简析,缺点：,比能量低、笨重、废弃电池污染环境,优点：,可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池,其它二次电池,四、燃料电池,1,燃料电池的工作原理,(1),连续,地,将燃料和氧化剂,的,化学能直接转换成电能。,(,2,),电极材料,本身,不参与氧化还原反应。,(3),工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极,上,不断,地,进行反应,，生成物不断地被排除,。,2,燃料电池的优点,(1),能量转化率高,。燃料电池,的能量转化率,超,过,80%,，,远,高,于,普通燃烧过程,(,能量,转换率,仅,30%,多,),。,(2),污染小。,其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池,燃料电池的规律,燃料做负极，助燃剂氧气为正极,电极材料一般不参加化学反应，起,传导电子,的作用。,2,氢氧燃料电池,(1),构造,如,图所示以,H,2,为燃料，,O,2,为氧化剂,，,铂,作电极，使用酸性电解质。在,负,极,室,通,入,H,2,，,在正极室,通,入,O,2,。,(2),工作,原理,2H,2,O,2,2H,2,O,O,2,4H,4e,2H,2,O,2H,2,4e,4H,总反应：,正极：,负极：,燃 料 电 池,介质,电池反应,：,2H,2,+,=2H,2,O,酸性,负极,正极,中性,负极,正极,碱性,负极,正极,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,2H,2,+4OH,-,-4e,-,=4H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,减 少 污 染,节 约 资 源,书写电极反应式应注意以下几点：,1,电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；,2,将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；,3,负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关,(,如,4,价的,C,在酸性溶液中以,CO,2,形式存在，在碱性溶液中以,CO,3,2-,形式存在,),；,4,溶液中不存在,O,2-,：在酸性溶液中它与,H,结合成,H,2,O,、在碱性或中性溶液中它与水结合成,OH,-,。,练习,1,、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，,酸式电池中电解质是,酸,，其负极反应可表示为,2H,2,-4e,-,=4H,+,，则其正极反应式为：,_,。,碱式电池的电解质是,碱,，其正极反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，则其负极反应可表示为：,_,。,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+4OH,-,=4H,2,O,巩固练习,将铂丝插入,KOH,溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为,_,，这一极的电极反应为,_ _,；通入氧气的一极为,_,，电极反应为,_,，总反应为,_,_,。,负极,CH,4,-8e,-,+10OH,-,=CO,3,2-,+7H,2,O,正极,O,2,+4e,-,+2H,2,O=4OH,-,CH,4,+2O,2,+2KOH=K,2,CO,3,+3H,2,O,练习,2,：若将氢气换成甲烷，,写出各电极的电极反应,练习,3,：碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌,-,锰碱性电池以,氢氧化钾,溶液为电解液，总反应式为：,Zn,s,2MnO,2,s,H,2,O,l,Zn,OH,2,s,Mn,2,O,3,s,下列说法错误的是（）,A,电池工作时，锌失去电子,B,电池正极电极反应式为：,2MnO,2,s,H,2,O,l,2e,Mn,2,O,3,s,2OH,aq,C,电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极,D,外电路中每通过,0,2mol,电子，锌的质量理论上减小,6,5g,C,作业：课本第,78,页第,4,题,谢谢大家！,
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