化学电源-.

定义
例子
干电池： 电池中的电解 质溶液制成胶体，不流 动，故称干电池． 如：普通锌锰电池、 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。
化学电池的组成
组
电极材料
成
负
极
能导电的物质
正
极
电解质
电极上发生反 应的物质
还原性较强的物 质（大多是金属 电极本身）
充电过程 阴极： PbSO4 +2e- =Pb+SO42(电解池) 阳极： PbSO4+ 2H2O -2e-=PbO2+SO42-+4H+
• 2.铅蓄电池的两极分别为Pb，PbO2，电解质溶液 为硫酸，工作时反应为： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。 下列结论正确的是（C ） A．Pb为正极被氧化 B．只向PbO2极移动 C．电解质溶液密度不断减小 D．溶液的pH不断减小
燃料电池
大有发展前景的燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料 与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化 学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料 电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电 的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。 燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气 污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代末，
二次电池
铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电 池……
铅蓄电池 1)正负极材料
正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶液
2)工作机制
铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应 分为放电和充电两个过程
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4 +2H2O
放电过程 负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4 (原电池) 正极：PbO2+SO42-+4H++2e- =PbSO4+ 2H2O
书写电极反应式应注意以下几点： 1．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； 2．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）； 3．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-
化学电源
化学电源可以 分为一次电池 、二次电池、 燃料电池
化学电池分类
化学电池
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．
二次电池
又称充电电池或蓄电池 在放电后经充电可使电 池中的活性物质获得重 生，恢复工作能力，可 多次料和 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．
氧化性较强的物 质 酸、碱、盐 溶液或熔融 液
电子流向 反应类型
流出电子
流入电子
氧化反应
还原反应
一次电池： 1、碱性锌-锰干电池 电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极： Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质： KOH
碱性锌锰电池的优点： 电流稳 定，放电容量、时间比干电池 增大几倍，不会气涨或漏液。
钮扣电池：不锈钢制成一个由 正极壳和负极盖组成的小圆盒， 盒内靠正极一端填充由Ag2O和 少量石墨组成的正极活性材料， 负极盖一端填充锌汞合金作负 极活性材料，电解质溶液为浓 KOH溶液，已知电池内Zn的氧 化产物为ZnO 2、银-锌电池 负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
碱 性
酸 性
甲烷燃料电池
CH4 • 负极材料： O2 • 正极材料：
• 电解质溶液：
KOH
燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2 = CO32-+3H2O
正极： 2O2+4H2O+8e- = 8OH3.负极：CH4+10OH--8e- = CO32-+7H2O
燃料电池书写一般步骤
• 先明确燃料做负极，氧化剂做正极 • 写出正极反应式 • 判断正极产物能否与电解质溶液共存 • 同理写出负极反应式 • 若已知总反应式，也可相减得到负极反应 式
课堂练习
甲烷燃料电池总反应式可表示为 CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O。下列关于甲烷燃料电池 的说法中不正确的是( )
C
A．负极反应式为CH4+10OH--8e-= CO32- +7H2O B．正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OHC．随着电池的不断放电，电解质溶液的碱性不变 D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利 用率高
1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此它得到了广泛 的应用。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)+2H2O(1)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。下说法中错误 的是（ ） A．电池工作时，Zn失去电子 B．电池负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 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0.2 mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g 2、LiFeO4电池具有稳定性高，安全，对环境友好等优点，可用于 电动汽车。电池反应为：FePO4+Li LiFePO4，电池的正极材 料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有 关LiFePO4电池说法正确的是（ ） A．可加入硫酸以提高电解质导电性 B．放电时电池内部Li+向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量减少\ D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4
经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用 阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：
氢氧燃料电池
中 性
负极：2H2-4e- = 4H+ 正极：O2+2H2O+4e- = 4OH总反应：2H2+O2 = 2H2O 负极：2H2+4OH--4e- = 4H2O 正极：O2+2H2O+4e- = 4OH总反应：2H2+O2 = 2H2O 负极： 2H2-4e- = 4H+ 正极：O2+4H++4e- = 2H2O 总反应： 2H2+O2 = 2H2O