高二化学 化学电源
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用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
用途广泛的电池
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
各 式 各 样 的 纽 扣 电 池
形形色色的电池
A
Cu Zn
H2 O
a极 b极
稀H2SO4
CH4
O2
KOH溶液
一、化学电池的分类 酸性锌锰干电池 一次电池
3、铅蓄电池充电时，负极接电源的哪一极？
【根据充放电反应类型分析总结】充电时，负极接 电源的负极，正极接电源的正极；也就是“正接正， 负接负”
课堂练习
1、镍镉（Ni-Cd）可充电电池 2Ni(OH)2在现代生活中有广泛 应用。 已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液其充、放电按下式 放电 进行： Cd + 2NiOOH +2H2O 充电 Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ） A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
碱性锌锰干电池 化学电池 二次电池 铅蓄电池
燃料电池 氢氧燃料电池
二、几种重要的电池1、锌源自干电池（1）酸性锌锰干电池 负极：Zn →Zn2+ + 2e—
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
正极：2N H4+ + 2e— → 2NH3 + H2 电池反应：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2
规律总结
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－；
练习3、
（2010· 安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4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0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 答案：D
酸性电解质中 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O
碱性电解质中 负极(Pt)：2H2- 4e- +4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+2H2O+ 4e- =4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
练习2:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用 方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往 往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写 出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池 中a极的电极反应式： a b CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O
， 。
此时电池内总的反应式:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
H2 O
CH4
KOH溶液
O2
深化拓展
介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负 极
正 极 负 极 正 极
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O O2 + 4e-= 2O2－ 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
思考与交流
【思考】（2012· 山东卷变式）Zn-MnO2 干电池电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶 液，自发放电腐蚀主要是由MnO2的氧化 作用引起的吗？
【分析】正极主要是NH4+放电变成 氢气。NH4+氧化引起的
2、二次电池
铅蓄电池 是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板 上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb
酸性锌-锰干电池的结构
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
（2）、碱性锌锰干电池
电池反应： Zn+MnO2+H2O=Mn(OH)+ZnO 负极：
Zn + 2OH- - 2e- = ZnO+H2O
正极：
2MnO2+2H2O+2e-=2Mn(OH)2+2OH电解质：KOH
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
思考与交流
1、可充电电池的反应是可逆反应吗？ 【分析】放电时的原理是原电池，充电时是电解池。 因此形式上是互逆的，但是在不同条件下进行的并不 属于可逆反应。 2、铅蓄电池放电一段时间，两极质量如何变化？ 【分析】放电后两极都生成了难溶的PbSO4， 因此两极质量都增加。
答案：A
规律总结
关于充电电池这类题，放电时，先根据化合价 变化分析，反应物种谁发生氧化反应，谁发生还原 反应，那么，负极氧化，正极还原，就能够确定正 负极反应。充电时（电解池），原电池负极反应的 逆反应为还原反应在阴极发生，原电池的正极反应 逆反应为氧化反应在阳极发生。
3、燃料电池：
(1)氢氧燃料电池
熔融盐燃料电池
练习4、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- →4CO2+4e阴极反应式：________________________ O2+2CO2+4e-→2CO32总电池反应式：______________________ 2CO+O →2CO
①放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应
正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
还原反应 放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
用途广泛的电池
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
各 式 各 样 的 纽 扣 电 池
形形色色的电池
A
Cu Zn
H2 O
a极 b极
稀H2SO4
CH4
O2
KOH溶液
一、化学电池的分类 酸性锌锰干电池 一次电池
3、铅蓄电池充电时，负极接电源的哪一极？
【根据充放电反应类型分析总结】充电时，负极接 电源的负极，正极接电源的正极；也就是“正接正， 负接负”
课堂练习
1、镍镉（Ni-Cd）可充电电池 2Ni(OH)2在现代生活中有广泛 应用。 已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液其充、放电按下式 放电 进行： Cd + 2NiOOH +2H2O 充电 Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ） A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
碱性锌锰干电池 化学电池 二次电池 铅蓄电池
燃料电池 氢氧燃料电池
二、几种重要的电池1、锌源自干电池（1）酸性锌锰干电池 负极：Zn →Zn2+ + 2e—
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
正极：2N H4+ + 2e— → 2NH3 + H2 电池反应：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2
规律总结
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－；
练习3、
（2010· 安徽卷）某固体酸燃料电池以CaHSO4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0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 答案：D
酸性电解质中 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O
碱性电解质中 负极(Pt)：2H2- 4e- +4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+2H2O+ 4e- =4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
练习2:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用 方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往 往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写 出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池 中a极的电极反应式： a b CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O
， 。
此时电池内总的反应式:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
H2 O
CH4
KOH溶液
O2
深化拓展
介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负 极
正 极 负 极 正 极
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O O2 + 4e-= 2O2－ 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
思考与交流
【思考】（2012· 山东卷变式）Zn-MnO2 干电池电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶 液，自发放电腐蚀主要是由MnO2的氧化 作用引起的吗？
【分析】正极主要是NH4+放电变成 氢气。NH4+氧化引起的
2、二次电池
铅蓄电池 是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板 上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb
酸性锌-锰干电池的结构
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
（2）、碱性锌锰干电池
电池反应： Zn+MnO2+H2O=Mn(OH)+ZnO 负极：
Zn + 2OH- - 2e- = ZnO+H2O
正极：
2MnO2+2H2O+2e-=2Mn(OH)2+2OH电解质：KOH
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
思考与交流
1、可充电电池的反应是可逆反应吗？ 【分析】放电时的原理是原电池，充电时是电解池。 因此形式上是互逆的，但是在不同条件下进行的并不 属于可逆反应。 2、铅蓄电池放电一段时间，两极质量如何变化？ 【分析】放电后两极都生成了难溶的PbSO4， 因此两极质量都增加。
答案：A
规律总结
关于充电电池这类题，放电时，先根据化合价 变化分析，反应物种谁发生氧化反应，谁发生还原 反应，那么，负极氧化，正极还原，就能够确定正 负极反应。充电时（电解池），原电池负极反应的 逆反应为还原反应在阴极发生，原电池的正极反应 逆反应为氧化反应在阳极发生。
3、燃料电池：
(1)氢氧燃料电池
熔融盐燃料电池
练习4、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- →4CO2+4e阴极反应式：________________________ O2+2CO2+4e-→2CO32总电池反应式：______________________ 2CO+O →2CO
①放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应
正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
还原反应 放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程