高中化学选修四-化学电源PPT
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电极方程式： 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 正极：2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O
7
碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极：——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
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．
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
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、
氢气、甲醇、天然 气、煤气与氧气组 成燃料电池。
池、锌银纽扣电
锂离子电池
池
小型高性能
阴极(Pb)： PbSO4 ＋2e- ＝ Pb＋SO42-
阳极(PbO2) PBaidu NhomakorabeaSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－
总电解反应:
2PbSO ＋2H O 通＝电 PbO ＋Pb＋2H SO
12
三、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂
的化学能直接转换成电能的化学电池。
(1)氢氧燃料电池 酸性电解质：
11
铅蓄电池:
电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式:
放电时：为原电池
负极(Pb) ： Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4 正极(PbO2) PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总电池反应:
PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O 充电时：为电解池
燃料电池4
２、化学电池优点：P74
（１）能量转换效率高，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 电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。
３、判断电池优劣的标准
（１）比能量 ［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
（２）比功率 [符号是W/kg，W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
（3）电池的储存时间的长短
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，其质量好。
5
一、一次电池
1、干电池(普通锌-锰电池）
干电池用锌制桶形外壳
作负极，位于中央的顶盖有
铜帽的石墨作正极，在石墨
第四章 电化学
2020/3/22
1
普通锌锰电池
碱性电池
镍氢电池
镍 镉 电 池
索尼数码相 机锂电池
纽扣电池 小型高性能燃料电池2
化学电源的分类：
• 一次电池：电池中的反应物质在进行一次电化学 反应（放电）之后就不能再次使用了，即无法充 电再使用（只能废弃而不能再生）。这样的电池， 叫做一次电池。废弃的一次电池必须妥善处理， 否则会造成矿产资源的极大浪费和环境污染。
电池特点:比能量高、电压高、储存时间长、工作
温度宽等优点.
9
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。
• 二次电池：可以多次反复使用，放电后可以充电 复原再重新放电的电池，也称蓄电池、可充电电 池。
• 三、连续电池：又称燃料电池。
3
一、化学电池
１、化学电池分类
化学电池 一次电池
定义
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，可多次重复使 用．
正极： ——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电解质： KOH
8
银锌电池
Zn为负极,Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式:
负极:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2 正极:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－ 总反应式: Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
(-) 8Li－8e-=8Li+ ;
(+) 3SOCl2+8e- = 6Cl- +2S+SO32-
总反应：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S
10
二、二次电池------蓄电池
（1）铅蓄电池
正极材料上涂有棕褐 色的PbO2，负极材料是海 绵状的金属铅，两极浸在 H2SO4溶液中。
写出电极反应式；分 析电子转移情况及电解质 溶液浓度的变化情况。
甲醇，写出电极反应及电池反应式。
14
氢氧燃料电池 (1)电极:Pt制作的惰性电极
(2)电解质溶液:KOH溶液
反应原理:
碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极: O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应:
2H2+O2==2H2O
15
(2)以甲烷作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。 电极反应：负极：CH4 + 10OH- －8e- = CO32- + 7H2O 正极： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O
周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉 作电解质溶液，还填充MnO2 的黑色粉末吸收正极放出的
H2，防止产生极化现象。
电池的总反应：
Zn+ 2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH)
6
干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极
电解液：NH4Cl、ZnCl2和 淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
(3) 以甲醇作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。
电极反应：负极：2CH3OH + 16OH- - 12e- =2CO32- +12H2O
负极： 2H2-4e-==4H+ 正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应： 2H2+O2==2H2O
13
碱性电解质的氢氧燃料
电池：航天技术上使用的
一种电池，它具有高能、轻 便、不污染环境等优点。用 Pt做电极，KOH溶液做电解 液，因其反应与氢氧燃烧相 似，故称为氢氧燃烧电池。
请写出电极反应及电池反应式；若将氢气换成甲烷、
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碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极：——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
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．
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
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、
氢气、甲醇、天然 气、煤气与氧气组 成燃料电池。
池、锌银纽扣电
锂离子电池
池
小型高性能
阴极(Pb)： PbSO4 ＋2e- ＝ Pb＋SO42-
阳极(PbO2) PBaidu NhomakorabeaSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－
总电解反应:
2PbSO ＋2H O 通＝电 PbO ＋Pb＋2H SO
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三、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂
的化学能直接转换成电能的化学电池。
(1)氢氧燃料电池 酸性电解质：
11
铅蓄电池:
电极：Pb为负极, PbO2为正极. 电解液: 30%的H2SO4溶液 电极反应式:
放电时：为原电池
负极(Pb) ： Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4 正极(PbO2) PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总电池反应:
PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O 充电时：为电解池
燃料电池4
２、化学电池优点：P74
（１）能量转换效率高，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 电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。
３、判断电池优劣的标准
（１）比能量 ［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
（２）比功率 [符号是W/kg，W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
（3）电池的储存时间的长短
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，其质量好。
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一、一次电池
1、干电池(普通锌-锰电池）
干电池用锌制桶形外壳
作负极，位于中央的顶盖有
铜帽的石墨作正极，在石墨
第四章 电化学
2020/3/22
1
普通锌锰电池
碱性电池
镍氢电池
镍 镉 电 池
索尼数码相 机锂电池
纽扣电池 小型高性能燃料电池2
化学电源的分类：
• 一次电池：电池中的反应物质在进行一次电化学 反应（放电）之后就不能再次使用了，即无法充 电再使用（只能废弃而不能再生）。这样的电池， 叫做一次电池。废弃的一次电池必须妥善处理， 否则会造成矿产资源的极大浪费和环境污染。
电池特点:比能量高、电压高、储存时间长、工作
温度宽等优点.
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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。
• 二次电池：可以多次反复使用，放电后可以充电 复原再重新放电的电池，也称蓄电池、可充电电 池。
• 三、连续电池：又称燃料电池。
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一、化学电池
１、化学电池分类
化学电池 一次电池
定义
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，可多次重复使 用．
正极： ——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电解质： KOH
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银锌电池
Zn为负极,Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式:
负极:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2 正极:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－ 总反应式: Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
(-) 8Li－8e-=8Li+ ;
(+) 3SOCl2+8e- = 6Cl- +2S+SO32-
总反应：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S
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二、二次电池------蓄电池
（1）铅蓄电池
正极材料上涂有棕褐 色的PbO2，负极材料是海 绵状的金属铅，两极浸在 H2SO4溶液中。
写出电极反应式；分 析电子转移情况及电解质 溶液浓度的变化情况。
甲醇，写出电极反应及电池反应式。
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氢氧燃料电池 (1)电极:Pt制作的惰性电极
(2)电解质溶液:KOH溶液
反应原理:
碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极: O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应:
2H2+O2==2H2O
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(2)以甲烷作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。 电极反应：负极：CH4 + 10OH- －8e- = CO32- + 7H2O 正极： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O
周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉 作电解质溶液，还填充MnO2 的黑色粉末吸收正极放出的
H2，防止产生极化现象。
电池的总反应：
Zn+ 2MnO2+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH)
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干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极
电解液：NH4Cl、ZnCl2和 淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
(3) 以甲醇作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。
电极反应：负极：2CH3OH + 16OH- - 12e- =2CO32- +12H2O
负极： 2H2-4e-==4H+ 正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应： 2H2+O2==2H2O
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碱性电解质的氢氧燃料
电池：航天技术上使用的
一种电池，它具有高能、轻 便、不污染环境等优点。用 Pt做电极，KOH溶液做电解 液，因其反应与氢氧燃烧相 似，故称为氢氧燃烧电池。
请写出电极反应及电池反应式；若将氢气换成甲烷、