2012届选修4第二节化学电源b

碱性电池
碱性锌锰电池构造示意图
(-) Zn│KOH│Ag2O (+) 负极(Zn)：Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O
3、锌银电池—纽扣电池
正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-
电池总反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag
1、铅蓄电池 (-) Pb│H2SO4│PbO2 (+) ①放电过程 负极：氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s) 正极：还原反应
• 2010安徽高考 • 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递 H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为： 2H2 + O2 == 2H2O，下列有关说法正确的是 A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为： • O2 +2H2O + 4e－ == 4OH－ C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。
3、目前化学电池主要分哪几大类？
一次电池 电池中的反应物质 进行一次氧化还原反应并放 电之后，就不能再次利用。
化 学 电 池 二次电池 又称充电电池或蓄 电池。放电后经充电可使电 池中的活性物质获得再生， 恢复工作能力，可多次重复 使用。 燃料电池 是一种连续地将燃 料和氧化剂的化学能直接转 化成电能的化学电源，又称 连续电池。
C）
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02mol电子，锌的质量理论上 减小65g
（08宁夏高考） 一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶 液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池 负极发生的反应是（C ） A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g) +2H+(aq)+2eB．O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1) C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6eD．O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-
思考与交流
1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？
能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形 状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便， 易于维护，并可在各种环境下工作。
2、判断电池的优劣标准主要是什么？
单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能 量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的 可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输
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
2、燃料电池的规律
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。
3、燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出； ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利 于节约能源。 缺点：附属设备较多、体积较大、 优点：能量转换率高、运行噪音低，清洁。 4、其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料 电池……
普通干电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
锌银蓄电池
镍镉电池
锂离子电池
氢气、甲醇、天 然气、煤气与氧 气组成燃料电池
一、一次电池——干电池
1、普通锌锰电池 (-) Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C (+) • 负极(Zn)：Zn–2e- =Zn2+ • 正极(MnO2和C)： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH• 电池总反应： Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
普通锌锰电池
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C 本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式．
普通锌锰干电池的结构
2、碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 优缺点简析：只能使用一次，不能充电；价格较贵；比 能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。
第四章
电化学基础
第二节
化学电源
用途广泛的电池
普 通 干 电 池
手机锂电池 钮扣电池
用于汽车的铅蓄电池
池用 于 “ 神 六 ” 的 太 阳 能 电
笔记本电脑专用电池
一、电池的分类
化学电池
将化学能转换成电能的装置
电池
太阳能电池 将太阳能转换成电能的装置
原子能电池 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
• （2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原 理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )
• A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为： 4OH--4e-== 2H2O+O2↑ • C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 • D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全 部储藏在电池内的新型发电装置
绿色电池种种
迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、开发和已 投 入使用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池 有相同的工作电压(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合 金储氢材料作为 负极活性物质，取代了致癌物质镉，使其 成 为一种绿色环保电池。 锂离子蓄电池系由碳作负极，嵌锂的 金属氧化物作 正极和有机电解质构成，其工作电压为36伏， 因此一个 锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。可 充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于 应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电 流放电特性，而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利 用P—N结的光电效应，把太阳光能直接转换成电 能，满足用 户需要。这种发电具有无需燃料、无污染、无 噪声、运行简 单可靠、减少维护、建设周期短等特点，已被空间和无常规能 源的地域广泛采用。
PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4 (s) +2H2O(l)
二、二次电池
总反应： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
铅蓄电池的充放电过程：
2PbSO4(s)+2H2O(l)
充电
放电
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
练习1、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：
Zns＋2MnO2s＋2H2Ol＝ZnOH2s＋2MnOOHs
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：
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝2MnOOHs＋2OHaq
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CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形 式存在)； 4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合 成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
铅蓄电池的优缺点简析：
2、其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离
子电池、聚合物锂离子电池 ① (-) Pt│H2│H+│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O ②(-) Pt│H2│OH-│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2- 4e- + 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
电池的发展方向
• 光电池使用方便,特别是近年来 微小型半导体逆变器 迅速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展中国 家都制定出庞大的 光伏技术发展计划,开发方向是大 幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成本,不断扩 大产 业.目前已有80多个 • 国家和地区形成 • 商业化,半商业化 • 生产能力, 市场开 • 拓从 空间转向地 • 面系统应用。