发展中的化学电源

充电以后再讨论） 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式（充电以后再讨论）
失2e+4 0 放电 充电 +2
PbO2+Pb+2H2SO4
得2e-
2PbSO4+2H2O
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三、氢氧燃料电池（新型环保电池） 氢氧燃料电池（新型环保电池）
负极：2H2-4e-＝4H+ 负极：
失4×e× 0 0 0 -2
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我国生产的锌锰干电池, 防腐剂则加入汞的化合物。 我国生产的锌锰干电池, 防腐剂则加入汞的化合物。 科学研究结果表明,汞是严重污染环境的元素, 科学研究结果表明,汞是严重污染环境的元素,具有明显的 神经毒性,对内分泌系统、免疫系统等都有严重影响。 神经毒性,对内分泌系统、免疫系统等都有严重影响。 因此,废旧电池的随意乱扔将给环境留下长期的、 因此,废旧电池的随意乱扔将给环境留下长期的、潜在 的危害, 废旧电池必须回收,一是资源的回收利用, 的危害, 废旧电池必须回收,一是资源的回收利用,变废为 二是防止环境污染。 宝；二是防止环境污染。
NH4Cl NaOH
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二、充电电池 充电电池又称 二次 电池,它在放电时所进 电池 它在放电时所进 行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行 在充电时可以逆向进行,使电 行的氧化还原反应 在充电时可以逆向进行 使电 池恢复到放电前的状态。 池恢复到放电前的状态。
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1.了解常用的化学电池。 2.理解燃料电池的工作原理。 3.认识研制新型电池的重要性。
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一、干电池 电池,放电后不能再充电 放电后不能再充电。 干电池是 一次性 电池 放电后不能再充电。
电池类型 负极 正极 电解质
锌锰电池 锌外壳 碱性锌锰电池 锌外壳 石墨棒 石墨棒
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第2课时 发展中的化学电源源自返回目录新课导入课前导学
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燃料电池 干电池
蓄电池
碱性电池 锂离子电池
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失2e+3
2MnO2+Zn+2NH4+＝Mn2O3+Zn2++2NH3+H2O
得2 ×e 返回目录
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二、碱性干电池（一次性电池） 碱性干电池（一次性电池） 负极：Zn负极：Zn-2e-+2OH-＝Zn(OH)2 正极： 2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO(OH)+2OH正极： 失2e0 +4 +3 +2
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电极反应式、原电池反应式的书写 一、干电池（一次性电池） 干电池（一次性电池） 负极：Zn负极：Zn-2e-＝Zn2+ 正极： 正极：2MnO2+2NH4++2e-＝Mn2O3+Zn2++H2O 总反应： 总反应：
+4 0
总反应： 总反应：Zn+2MnO2+2H2O＝2MnO(OH)+Zn(OH)2 得2 ×e 返回目录
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三、铅蓄电池（二次电池） 铅蓄电池（二次电池）
铅蓄电池电极反应： 铅蓄电池电极反应： 负极： 负极：Pb -2e- +SO42-＝PbSO4 正极： 正极：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O
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3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示 3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源, 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源 为 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O
此电池放电时,负极上发生反应的物质是( 此电池放电时,负极上发生反应的物质是( A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
D)
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在科技高速发展的今天,尤其是信息技术的发展, 在科技高速发展的今天,尤其是信息技术的发展,电子器 械和各种便携设备日益普及,电池在生产生活中的地位和作 械和各种便携设备日益普及, 用与日俱增,其使用量亦随之大幅度上升。 用与日俱增,其使用量亦随之大幅度上升。 以干电池为例,目前全世界的年总产量为250亿只, 250亿只 以干电池为例,目前全世界的年总产量为250亿只,我国 是世界电池第一生产大国, 是世界电池第一生产大国,占全世界电池总产量的二分之一 左右。据统计,1998年我国电池年总产量已达140亿只。 ,1998年我国电池年总产量已达140亿只 左右。据统计,1998年我国电池年总产量已达140亿只。 电池在制造过程中耗用了大量的金属,如Zn、Mn、Cu、 电池在制造过程中耗用了大量的金属, Zn、Mn、Cu、 Pb、Cd、Hg、Ni等 Pb、Cd、Hg、Ni等。 由于资源紧张和治理环境的需要, 由于资源紧张和治理环境的需要,世界各国都对废电池 的回收利用予以高度重视,废电池的管理刻不容缓, 的回收利用予以高度重视,废电池的管理刻不容缓,如何使废 电池资源化和无害化已迫在眉睫。 电池资源化和无害化已迫在眉睫。
（4）燃料电池中作电解质溶液的物质往往参与电极反 特别注意: 应，特别注意: ①用KOH作电解质（不能出现H+） KOH作电解质（不能出现H 作电解质 负极反应： 负极反应：2H2-4e-+4OH-＝4H2O 正极反应： 正极反应：O2+4e-+2H2O＝4OH作电解质（不能出现OH ②用稀H2SO4作电解质（不能出现OH-） 用稀H 负极反应： 负极反应：2H2-4e-＝4H+ 正极反应： 正极反应：O2+4e--4H+＝2H2O
D
)
指津:电池放电过程即为原电池工作原理,负极发生氧化反应( 指津:电池放电过程即为原电池工作原理,负极发生氧化反应(即所 含元素化合价升高的物质), ),故选 含元素化合价升高的物质),故选 D。
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【例题】 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上, 其反应原理示意图如 图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( A.该电池工作时电能转化为化学能 B.该电池中电极 a 是正极 C.外电路中电子由电极 b 通过导线流向电极 a D.该电池的总反应: 2+O2 2H 2H2O
电池类型 负极 正极 电解质
铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
Pb Cd Li
PbO2 NiO(OH)
H2SO4 KOH
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三、燃料电池
1.原理 1.原理 利用原电池的工作原理将氧化还原反应所放出的能量直 利用原电池的工作原理将氧化还原反应所放出的能量直 氧化还原 接转化为电能。 接转化为电能。 电能 2.与其他电池的区别 2.与其他电池的区别 反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和 反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和 燃料 氧化剂等。 氧化剂等。 3.转化率 3.转化率 燃料电池是一种高效、 其能量转化 燃料电池是一种高效、 高效 环境友好的发电装置。 环境友好的发电装置。 85%~90%。 率理论上可高达 85%~90%。
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1.下列化学电池不易造成环境污染的是( 1.下列化学电池不易造成环境污染的是( 下列化学电池不易造成环境污染的是 A.氢氧燃料电池 B.锌锰电池 A.氢氧燃料电池 B.锌锰电池 C.镍镉电池 D.铅蓄电池 C.镍镉电池 D.铅蓄电池
A
)
指津:燃料电池是一种高效、环境友好的电池,特别是氢氧燃料电池 指津:燃料电池是一种高效、环境友好的电池, 产物只有水,对环境无任何污染。 产物只有水,对环境无任何污染。
正极： 正极：O2+2H2O+4e-＝4OH注意： 注意： 详见《优化探究》 详见《优化探究》P40 要点二“电极反应、 要点二“电极反应、原电 池反应式的书写” 池反应式的书写”。
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总反应：2H2+O2＝2H2O 总反应：
得2×2e-
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讨论思考： 优化探究》 讨论思考：《优化探究》p40要点二 要点二
B
指津:随着生产的发展和人们生活水平的提高, 指津:随着生产的发展和人们生活水平的提高,环境污染和环保问题已 越来越受到人们重视。废旧电池中含有汞、 铅等多种重金属离子, 越来越受到人们重视。废旧电池中含有汞、镉、铅等多种重金属离子, 极易对环境造成污染。 极易对环境造成污染。
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2.随着人们生活质量的不断提高, 2.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题 随着人们生活质量的不断提高 被提到议事日程,其主要原因是( 被提到议事日程,其主要原因是( ) A.利用电池外壳的金属材料 A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞 防止电池中汞、 B.防止电池中汞、镉、铅等重金属离子对水和土壤的污染 C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中的石墨电极 D.回收其中的石墨电极