发展中的化学电源 ppt

3)优点: 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。
4)电池优劣的判断标准:
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
减少污染 节约资源
三、电极方程式的书写
1.简单原电池电极方程式的写法
A
Cu
C
①判断右边原电池的正、负极，并写出电极 反应式。
先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应 FeCl3溶液
Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
拆成离子方程式：
Cu + 2Fe3＋ = Cu2＋ + 2Fe2＋ 根据化合价升降判断正负极
)B
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一
根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小
心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观
察到的现象是
(D)
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2
正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－
正极：PbO2 负极：Pb
（2）电解质溶液：H2SO4溶液 （3）电极反应式：
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O
总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
（2）镍－镉碱性蓄电池 P43
正A极g：2O ＋2e－ ＝＋2HA2gO ＋2OH－
2CH3OH-12e-+2H2O = 12H++ 2CO2
甲醇燃料电池（碱性介质）
总反应式： 2CH3OH + 3O2 +4OH- = 2 CO32- + 6H2O 正极的电极反应式为：
3O2+12e- + 6H20=12OH负极的电极反应式为：
2CH3OH -12e-+16OH- = 2CO32- + 12H2O
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
2.充电电池
充电电池又称二次电池， 它在放电时所进行的氧化 还原反应，在充电时又逆 向进行，使生成物恢复原 状，如此充放电可循环进 行，至一定周期后终止。
汽车用蓄电池
铅蓄电池结构
（1）铅蓄电池
（1）电极材料及原料
反应的物质是（ D）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
拓 展：
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应 ：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
1、电解液：
正极
，负极
。
硫酸铜、氯化铜、硝 3、电极反应式 ：
酸铜等可溶性铜盐溶液 2、电极材料：
负极：铁，
负极: Fe － 2e - = Fe 2+ . 正极: Cu2+ +2e - = Cu .
正极：铜、石墨或比
铁不活泼的其他金属
思考题
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu Fe-C Fe-Ag
FeCl3 Fe(NO3)3
Fe(SO4)3
（3）新一代可充电的绿色电池—— 锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
3.新型燃料电池
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化
为电能的“能量转换器” 燃料电池不是把还原剂、氧外界输入，同时将电极反应产物不断排 出电池
③比时间---电池的储存时间的长短
二、发展中的化学电源
1.干电池—— Zn- Mn普通干电池
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
碱性Zn- Mn干电池
（第二课时） 发展中的化学能源
原电池原理
电极反应式：
A
负极：Zn片： Zn －2e- = Zn2+
（氧化反应）
Zn
Cu
正极：Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（还原反应） 电极反应总式：
H+ SO42－H+
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
电荷流向电流流向：
外电路：电子由负极流向正 极，电流由正极流向负极 负极
（4）海水电池
1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新 型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的 海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化 而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池” 高20～50倍。电极反应式为：
负极： 4Al - 12e-= 4Al 3+
正极： 3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -
1.下列哪几个装置能形成原电池？
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
A
V H 2S O 4
B
V
H 2S O 4
CX
H 2S O 4
Zn
Cu
Zn
Cu
Fe
Cu
E
F
V
X
C u 2S O 4
酒精
M
X N a C l溶 液
Zn
Cu
N
X H 2SO 4 H 2SO 4
Cu
O
V H 2S O 4
2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导 线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极 ；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上 产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生 ，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 (
内电路：阴离子移向负极， 阳离 子移向正极，电流由 负极流向正极
e－
正极
原电池电极名称的确定方法 ①根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、 化合物是正极。
②根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
③根据电子或电流流动方向（外电路）：
电子从负极流出 沿导线 流入正极 e
e
电流从正极流出 沿导线 流入负极
④根据离子的定向移动（内电路） 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2
（负极） （在正极）
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电 源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生
负极：Al，失e2Al - 6e－ ＝ 2Al3+
A
Mg
Al
NaOH溶液
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O 负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O 正极：总反应－负极反应 6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
2.燃料电池电极方程式的写法
总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。 负极（通入燃料）： 为燃料失去电子的氧化反应， 正极（通入氧化剂）： 为氧化剂得到电子的还原反应。 以Pt为电极，电解质溶液为 KOH溶液的氢氧燃料电池为例
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
（1）氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一 种新型的化学电池， 其构造如图示：两 个电极均由多孔性 碳制成，通入的气 体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。 碱性介质
氢氧燃料电池结构
氢氧燃 料 电 池
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？ 书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液
改写燃料电池总反应； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单); （3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式 得负极的电极反应式。
正极反应一般为 ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O
②碱性介质 O2+2H2O+4e－=4OH-
总反应：2H2+ O2＝2H2O 负极: H2 失e－ 2H2 - 4e- ＝ 4 H＋ 4H+ + 4OH- ＝4H2O