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,欢迎进入化学课堂,第二节化学电源,目标：1.了解常见的化学电源的种类和工作原理，知道它们生产、生活与国防中的实际应用；2.会写常见化学电源的电极反应式。重点：化学电源的工作原理难点：电极方程式的书写,发明电池的故事,伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家.有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来.看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验.他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩.为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源。为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特,简称伏,符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。,1.一次电池(干电池):活性物质消耗到一定程度,就不能使用；2.二次电池(充电电池或蓄电池):放电后可以再充电使活性物质获得再生；3.燃料电池:一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。,化学电池的分类,衡量电池优劣的指标,a.比能量:电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少,符号(Ah)/kg,(Ah)/Lb.比功率:电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小,符号W/kg,W/Lc.储存时间:电池的储存时间的长短,1.普通锌锰干电池:活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2和炭黑.电极反应式：负极:Zn-2e-Zn2+正极:2NH4+2e-+2MnO2Mn2O3+2NH3H2O总反应Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O2.碱性锌锰干电池:活性物质为KOH和淀粉糊作电解质,还填有MnO2和炭黑.电极反应式：负极：Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2正极：2MnO2+2e-+2H2O2MnOOH+2OH-总反应:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2,一次电池:,除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池,更适合使用者的需要。,3.高能电池：,(1)AgZn电池:负极为Zn,正极为Ag2O,电解质:KOH,特点:比能量大、电压稳定、储存时间长、适宜小电流连续放电、便携等优点。电极反应：正极:Ag2O+H2O2e-2Ag+2OH-;负极:Zn+2OH-2e-ZnO+H2O;)。电池反应:Zn+Ag2OZnO+2Ag(2)Li电池:负极:Li,正极可以是:CuO、FeS2、MnO2、C等;无机溶剂亚硫酰氯SOCl2在炭极上发生还原反应.电解液是由四氯铝化锂LiAlCl4溶解于亚硫酰氯中组成.它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应,生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。(-)8Li8e-=8Li+;(+)3SOCl2+8e-=6Cl-+2S+SO32-总反应：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S,铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行.蓄电池放电时为自发电池,充电时为电解池.充电后电池容量得到恢复,充放电次数可达千百次.1.放电时电极反应式:负极:Pb+SO42-2e-PbSO4正极：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O2.(充放电)可逆反应式:充电时电极反应式与放电时电极反应式相反,所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,二次电池,电池特点:比能量高、电压高、储存时间长、工作温度宽等优点(p76表1-1).,1.氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。A.酸性条件下工作原理：正极:O2+4H+4e-2H2O;负极:2H2-4e-4H+总(电池)反应：2H2+O22H2OB.碱性条件下工作原理：正极:O2+2H2O4e-4OH-;负极:2H2+4OH-4e-4H2O总(电池)反应：2H2+O22H2O,一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件.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,于是电池就连续不断地提供电能.清洁、能量转换率高的特点。,燃料电池:,2.其它燃料电池：是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷或其它烃燃料和氧气氧化剂。电极反应式为：负极：CH410OH-8eCO32-7H2O；正极：4H2O2O28e8OH。电池反应为：CH42O22KOHK2CO33H2O,负极:Al-3eAl3+;正极:2H2O+O2+4e4OH电池总反应式为：4Al3O2+6H2O4AlOH3,3.铝空气燃料电池：已研制成功并已推广使用的铝空气燃料电池,它的优点是：体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种电池可代替汽油作为汽车的动力，还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外作业工具等。,1.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断,下列叙述中正确的是.()A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH值不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,H2是负极,放电时该装置作为原电池，氢元素由0价升高为+1价，H2是负极，H原子失电子变成H+离子，负极周围溶液的pH不断减小。镍元素由+3价降低为+2价，镍元素被还原。因此A、B不正确，。充电时该装置作为电解池，氢元素由+1价降低为0价，氢元素被还原。C、D正确,练习:,2.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb+SO42-2e-PbSO4正极:PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O今若制得Cl20.050mol,这时电池内消耗n(H2SO4)至少是()A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol,铅蓄电池的总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。电解NaCl饱和溶液时，电路上有2mol电子通过时消耗2mol的H2SO4，此时在阳极应产生1molCl2。若要制得0.050molCl2，需消耗H2SO4为0.10mol,即C正确。,3.(2000年全国高考理综题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式：2CO+2CO32-4e-=4CO2阴极反应式：_，电池总反应式：_。,解析：作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧.本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为：2CO+O2=2CO2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32-,O2+2CO2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2,解析:KOH电解液,总反应负极反应,得正极反应：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq).电子由Zn负极通过外电路到正极.1molZn失2mol电子,外电路中每通过O.2mol电子,Zn的质量理论上减小6.5g.故答案为C项。,4.(2004年江苏高考化学题)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,电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极电极反应为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路每通过0.2mole-,理论上减小锌的质量6.5g,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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