化学课件 发展中的化学电源
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课件5：2.2.2 发展中的化学电源
【议一议】 2．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人
的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2 和H2O进行工作。请讨论解答： (1)负极材料是______，电极反应为__________________。 (2)正极材料是______，电极反应为__________________。
盐桥
Zn2+ Zn2+
Zn2+ Zn2+ Zn2+
e
K+
e ee
NO3-
e e Zn2+
K+
e ee
e e ee
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Zn2+
ee e e Zn2&ee
Zn2+
Zn2+
ee Zn2Z+n2+
NO3- K+
e ee
NO3-
ee
Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
e e Cu2+
ee ee
Cu2+ Cu2+
e
e e
e
Cu2+ Cu2+
ee
e
Cu2+
Cu2+ Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
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总反应:
Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 ↑+Mn2O3 + H2O
课件12：2.2.2 发展中的化学电源
2.下列说法中正确的是 ( C ) A.镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C.化学电池的反应基础是氧化还原反应 D.铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb,负极材料PbO2
【解析】A项中碱性锌锰干电池是一次电池,A错;燃料电池是一种高效、 不会污染环境的新型电池,B错;铅蓄电池放电的时候正极是PbO2,负极 是Pb,D错。
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放 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO24 (aq)+2e-==PbSO4(s)+2H2O(l)
铅蓄 电
电池
总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)==2PbSO4(s)+2H2O(l)
充 PbO2电极上发生氧化反应； 电 Pb电极上发生还原反应
氢氧燃 料电池
酸性 碱性
负极：2H2-4e-==4H+ 正极：O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O 负极：2H2+4OH--4e-==4H2O
氢氧化钾或硫酸
【自测练习】
1.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是 ( A )
A.碱性锌锰电池
B.手机用锂电池
C.汽车用铅蓄电池 D.玩具用镍氢电池
【解析】A项,碱性锌锰电池属于一次电池,不属于可充电电池,A正确;B 项,手机用锂电池属于可充电电池,B错误;C项,汽车用铅蓄电池属于可充 电电池,C错误;D项,玩具用镍氢电池属于可充电电池,D错误。
(2)试分析碱性条件下甲烷燃料电池的正负极分别通入什么气体?写出两 极的电极反应式。 提示：燃料电池的正极通入O2,电极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-；负 极通入可燃性气体,即甲烷,电极反应式可由总方程式减去正极反应式得
课件9：2.2.2 发展中的化学电源
电池类型 铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
负极 _P_b_ _C__d _L_i_
正极 _P_b_O_2 NiO(OH)
电解质 _H_2_S_O_4 K__O_H_
三、燃料电池:
1. 特点:_燃__料__气__体__和_氧__气__分别在两个电极上反应将化学能转化为电能。 2. 实例——氢氧燃料电池: 负极:_氢__气__失电子,正极:_氧__气__得电子,电解质是氢氧化钾或硫酸。
【方法规律】燃料电池的正极反应式的书写要求
燃料电池正极上的反应物质一般是O2。 (1)电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式中,且O2生成 OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-====4OH-。 (2)电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,且O2生成H2O,电极反 应式为O2+4H++4e-====2H2O。
【知识备选】电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写:
(2)氢氧燃料电池: ①以氢氧化钾为电解质: 负极:2H2-4e-+4OH-====4H2O(氧化反应); 正极:O2+4e-+2H2O====4OH-(还原反应); 总反应式:2H2+O2====2H2O。 ②以硫酸为电解质: 负极:2H2-4e-====4H+(氧化反应); 正极:O2+4H++4e-====2H2O(还原反应); 总反应式:2H2+O2====2H2O。
【知识链接】 一次电池 一次电池即原电池(俗称干电池),是放电后不能再充电使其复原的电池, 通常电池由正极、负极、电解液以及容器和隔膜等组成。例如锌锰电 池、碱性锌锰电池等。
二、充电电池——二次电池:
课件11：2.2.2 发展中的化学电源
3. 应用
卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等
干电池
酸性锌锰电池
碱性锌锰电池 锂锰电池
锌银电池
二、充电电池
充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
化学能
放电 充电
电能
笔
摄 像 机 专 用 电 池
记 本 电 脑 专 用 电 池
手机专用电池
1. 铅蓄电池
氢氧燃料电池工作原理：
总反应：2H2 + O2 ==2H2 O
通入的气体在电极表面放电，电池只是作为一个反应器。 与其它电池区别：反应物不是储存在电池内。
氢氧燃料电池的电极反应
介质 酸性(H2SO4)
中性 碱性(KOH)
负极 正极 负极 正极 负极 正极
电池反应： 2H2 +O2 == 2H2O
废电池混在垃圾中，国不的仅很造多成商金店属要资求源顾的客浪在费购。买(据电报池道时，，全同国的电池年消耗量 为30亿只，因疏于回时收要而把丢废失旧铜电7池40交吨回，商锌店1.6；万日吨本，的锰分粉类9.垃7万吨。)而且普通干 电池里含有的镉和汞圾两箱种里元有素一会种污专染门环放境废(污旧染电土池壤的和黄水色源垃)圾。(若进入人类的食物 链，就会发生“水俣箱病，”垃(汞圾中箱毒的)投和入“口痛有痛三病个”，(镉分中别毒标)，有这普两种工业公害病， 都在日本发生过，造通成电很池多、人纽死扣亡电。池为和防其止他悲电剧池重。演，) 所以我们应该把废旧电 池与其他垃圾分开，集中回收。
电池的历史
发 明
批
生 产镍 氢锂砷化 镓薄 Nhomakorabea世界
第 一 个 电 池
可量可
充 电 铅 酸 电 池
卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等
干电池
酸性锌锰电池
碱性锌锰电池 锂锰电池
锌银电池
二、充电电池
充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
化学能
放电 充电
电能
笔
摄 像 机 专 用 电 池
记 本 电 脑 专 用 电 池
手机专用电池
1. 铅蓄电池
氢氧燃料电池工作原理：
总反应：2H2 + O2 ==2H2 O
通入的气体在电极表面放电，电池只是作为一个反应器。 与其它电池区别：反应物不是储存在电池内。
氢氧燃料电池的电极反应
介质 酸性(H2SO4)
中性 碱性(KOH)
负极 正极 负极 正极 负极 正极
电池反应： 2H2 +O2 == 2H2O
废电池混在垃圾中，国不的仅很造多成商金店属要资求源顾的客浪在费购。买(据电报池道时，，全同国的电池年消耗量 为30亿只，因疏于回时收要而把丢废失旧铜电7池40交吨回，商锌店1.6；万日吨本，的锰分粉类9.垃7万吨。)而且普通干 电池里含有的镉和汞圾两箱种里元有素一会种污专染门环放境废(污旧染电土池壤的和黄水色源垃)圾。(若进入人类的食物 链，就会发生“水俣箱病，”垃(汞圾中箱毒的)投和入“口痛有痛三病个”，(镉分中别毒标)，有这普两种工业公害病， 都在日本发生过，造通成电很池多、人纽死扣亡电。池为和防其止他悲电剧池重。演，) 所以我们应该把废旧电 池与其他垃圾分开，集中回收。
电池的历史
发 明
批
生 产镍 氢锂砷化 镓薄 Nhomakorabea世界
第 一 个 电 池
可量可
充 电 铅 酸 电 池
课件8：2.2.2 发展中的化学电源
放电
H2+NiO(OH)2 充电
Ni(OH)2+H2O 。
（3）锂电池 以锂为负极的非水电解质电池有几十种，其中性能最 好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池， 这种电池以片状金属及为负极，电解活性MnO2作正极， 高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机 溶剂作为电解质溶液 ：
负极：Li － e— ==Li+ 正极：MnO2 ＋ e — ＋ Li+ == LiMnO2 总反应： Li＋ MnO2== LiMnO2
第2课时 发展中的化学电源
学习目标
1. 知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中 的化学电源的特点。 2. 认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃 料和研制新型电池的重要性。 3. 能正确书写简单化学电源的电极反应式。
电池的广泛应用
1. 电池
干电池是一种伏打电池,利用某种 吸收剂(如木屑或明胶)使内含物 成为不会外溢的糊状。常用作手 电筒照明、收音机等的电源。
（2） 镍镉电池
镍
特点：体积小，便于携带。可重复
镉 电
使用500次以上。寿命比铅蓄电池长。池
用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、
电动剃须刀等。
电极反应（KOH为电解液）
2NiO(OH) + 2H2O + Cd
放电 充电
2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
锂离子电池 锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手表、 心脏起搏器等低功耗电器的主流。
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金属如锌、 铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一 节纽扣电池能污染60万升水；一节一 号电池烂在地里，能使一平方米的土 地失去利用价值。若将废旧电池混入 生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物 质就会渗透土壤、污染地下水，进而 进入鱼类、农作物等，破坏人类的生 存环境，间接威胁到人类的健康，有 的还能致癌。所以我们不要乱扔电池， 要及时回收。
发展中的化学电源 课件
答案：C
2．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸， 工作时反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下 列结论正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．SO24－只向PbO2极移动
C．电解液浓度不断减小
D．溶液的pH不断减小
解析：放电时，Pb失电子被氧化，反应消耗H2SO4，且 生成水，c(H＋)下降，pH增大。
①根据化学方程式分析化合价的升高和降低，找出被氧 化的物质和被还原的物质。
②根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应， 找出对应的负极反应物和正极反应物。
③根据化合价升高和降低分析失电子数目和得电子数目， 写出电极反应。
④验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相 同，则书写正确。
二、发展中的化学电源 (2011年新余四中、临川二中高一联考)电子表和
(2)若电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡___亮_____(填“亮” 或“不亮”)。若灯泡亮，则Al电极上发生的电极反应为： _2_A_l_－__6_e_－_＋__8_O_H__－_=_=_=_2_A__lO__－2 _＋__4_H_2_O____；Mg电极上发生的 电极反应为：_6_H_＋__＋__6_e_－_=_=_=_3_H__2↑__。
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，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状 态。
(1)铅蓄电池。 负极材料为_P_b__，正极材料为_P__b_O_2_，电解质为_H_2_S_O_4_。
(2)镍镉电池。 正极材料为N__iO__(_O_H_)_，负极材料为_C_d_，电解质为K__O_H_。 (3)锂离子电池。 新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。
课件10：2.2.2 发展中的化学电源
2.根据原电池反应书写电极反应式 (1)根据化合价升降,找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定正负极 产物。 (2)利用得失电子守恒,确定参与氧化还原反应物质的计量数。 (3)利用电荷守恒、原子守恒调节其他物质的化学计量数。 3.原电池总反应式的书写 两电极反应式得失电子数相等时,将两电极反应式相加即得原电池总反 应式。 4.书写电极反应式应注意电解质溶液的影响 酸性溶液反应物、生成物中均无OH-;碱性溶液反应物、生成物中均无 H+;水溶液中不能出现O2-。
②若负极材料本身不反应,如燃料电池,在书写负极反应式时,要将燃料 失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如碱性 介质中氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-==2H2O。 (2)正极 当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极 反应的物质是电解质溶液中的某种微粒。
【解析】当电解质溶液显碱性或中性时,该燃料电池正极发生的反应均 为 O2+2H2O+4e-==4OH-,A 项正确;铝作负极,负极反应应该是铝失去电 子变为铝离子,在氢氧化钠溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝
酸根,因此负极反应为 Al+4OH--3e-==AlO2- +2H2O,B 项错误;该电池在碱 性条件下工作时,消耗了碱,反应的化学方程式为
素能应用 【典例1】 下列有关电池的叙述不正确的是( A ) A.水果电池是方便实用的家用电池 B.铅蓄电池是一种常用的二次电池 C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置 D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄 【解析】水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电, 不能作为家用电池;铅蓄电池是一种常用的二次电池,氢氧燃料电 池产物为水,无污染;锌锰干电池工作时,Zn放电被消耗,故工作一 段时间后锌外壳会逐渐变薄,B、C、D三项正确,A项错误。
2.2-2.发展中的化学电源 PPT57张
【答案】 B
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
最新人教版高中化学必修2《发展中的化学电源》课件
（1）该电池的负极材料是__Z__n__。电池工作时， 电子流向_正__极__（填“正极”或“负极”）
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+ 会加速某电极的腐蚀，其主要原因
Zn_与__还__原__出_的__铜__形__成__了_原__电__池__，__加__快_Z_n__的_腐__蚀__。
燃
正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
料
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
电
2.电解质溶液为酸
池负Βιβλιοθήκη ： 2H2 – 4e- = 4H+
正极： O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
特点： 它是一种高效、环境友好的发电装置。
它的电极材料一般为惰性电极，如铂电 极，活性炭电极等。
练习3：燃料电池是燃料(如CO，H2，CH4等)跟氧 气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电 解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的
说法正确的是（ D ）
A.负极反应式：O2+2H2O+4e－＝4OH－ B.负极反应式：CH4+8OH－－8e－＝CO2↑+6H2O C.随着放电的进行，溶液的pH值不变
【优点】提高性能，延长寿命
练习1
日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入 MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－ =Zn2＋，2NH＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能 生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的__B____
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+ 会加速某电极的腐蚀，其主要原因
Zn_与__还__原__出_的__铜__形__成__了_原__电__池__，__加__快_Z_n__的_腐__蚀__。
燃
正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
料
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
电
2.电解质溶液为酸
池负Βιβλιοθήκη ： 2H2 – 4e- = 4H+
正极： O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
特点： 它是一种高效、环境友好的发电装置。
它的电极材料一般为惰性电极，如铂电 极，活性炭电极等。
练习3：燃料电池是燃料(如CO，H2，CH4等)跟氧 气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电 解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的
说法正确的是（ D ）
A.负极反应式：O2+2H2O+4e－＝4OH－ B.负极反应式：CH4+8OH－－8e－＝CO2↑+6H2O C.随着放电的进行，溶液的pH值不变
【优点】提高性能，延长寿命
练习1
日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入 MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－ =Zn2＋，2NH＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能 生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的__B____
高一化学必修2_《发展中的化学电源》精品课件
（1）锂；Li―e-＝Li+ （2）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
发展中的化学电源 课件
2．甲烷燃料电池 该电池用金属铂插入 KOH 溶液中作电极，又在两极上分 别通入甲烷和氧气，电极反应为： 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
若为酸性介质(电解质为稀 H2SO4)电极反应为： 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O 总反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O
课内针对性训练
1.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
C．镍镉电池
D．铅蓄电池
答案 A
解析 氢氧燃料电池以酸或碱溶液为电解质溶液，产物为 水，不易造成环境污染，锌锰电池、镍镉电池、铅蓄电池易造 成重金属污染。
2．Ni—Cd 可充电电池，可以发生如下反应：Cd(OH)2＋
4．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，它主要是利 用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用 的氢氧燃料电池的基本反应是：
x 极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－===4OH－ y 极：H2(气)＋2OH－===2H2O(液)＋2e－
回答下列问题： (1)x 是________，发生________反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)y 是负极，发生______反应，总反应方程式为________。 (3)若反应后得到 5.4 g 液态水，此时氢氧燃料电池转移的 电子数为________mol。
生物体 D 中重金属浓度________(填“＞”“＝”或“＜”) 生物体 A 中重金属浓度，这是通过食物链富集作用所引起的。 除上述途径外，被污染水体中的重金属还可以直接通过 ________(填途径)进入人体。
课件：2.2.2 发展中的化学电源(35张)
锂离子电池
正极：MnO2 ＋ e — ＋ Li+ == LiMnO2
3.燃料电池
氢 氧 燃 料 电 池
氢氧燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装 置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催 化活性，如铂电极，活性炭电极等。 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电
池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电
H 2O
电解质：
O2
H2
H2SO4溶液 使用铂电极
电极反应 负极：2H2 － 4e — == 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e— == 2H2O 总反应：2H2 + O2==2H2O
（2）碱性氢氧燃料电池
电极反应
负极：2H2 + 4OH—－4e— == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH— 总反应：2H2 + O2==2H2O 注： O2→ O2- → 酸性环境： O2＋ 2H+
碱性电池
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 碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。
2.充电电池
又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。
铅蓄电池：最早使用的充电电池。
镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的
充电电池，可重复使用500次以上。
铅蓄电池
（1）铅蓄电池
铅蓄电池电极反应： 负极：Pb + SO42-—2e— ==PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e— ==PbSO4 + 2H2O 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
极反应产物不断排出电池。
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根据反应设计原电池，你有哪些可行方案? （ 2Fe3+ + Fe = 3 Fe2+ ）
负极
正极
电解质溶液
Cu
FeCl3
Fe
C
Fe(NO3)3
Ag
Fe2(SO4)3
二、发展中的化学电源
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
干电池
燃料电池
1、干电池
负极（锌筒）：Zn — 2e- == Zn2+ 正极（碳棒）：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑ 电解质：糊状NH4Cl
(1)当电解质溶液为KOH溶液时 负极：2H2 +4OH- - 4e-=4H2O 正极： O2+2H2O+ 4e-= 4OH总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
（2）当电解质溶液为稀H2SO4
负极： 2H2 - 4e-=4H+
正极： O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O
燃料电池的总反应式 总反应式：
与燃烧方程式相同， 但条件不同
2H2 + O2 = 2H2O
随堂练习
3、氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液 为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2+4OH- _ 4e-==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH据此判断，下列说法中错误的是
CD
A、H2在负极发生氧化反应 B、供电时的总反应为：2H2+O2==2H2O C、产物为无污染的水，故电解质PH值不变
（NH4Cl显酸性，会腐蚀锌筒）
电池总反应式：
Zn+2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
特点： a：一次性电池，不可逆 b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命
2.充电电池(又称二次电池)
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
是以H2为燃料，产物为H2O的一种高效低污染的新型电 池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般为铂电极和活性炭电极（两极均不参 加反应），而是由外设备提供燃料和氧化剂，反应时H2 从负极进入，O2从正极进入，电解质溶液一般为40%的 KOH溶液或稀硫酸溶液。
无论多复杂的燃料电 化学电源在给人类带来便利的同时，又给人 类带来了怎样的负面影响呢？
废旧电池中含有多种重金属、酸和碱， 会对地下水、土壤产生污染，对生态环境和 公众身体健康有很大的危害。
如何减小电池使用带来的负面影响？
1、回收废弃电池； 2、开发新型高效的绿色电池。
进行，至一定周期后终止。
化学能
放电 充电
电能
充电电池是两极都参加反应的电池。 它们的负极是较活泼的金属， 正极一般是金属氧化物。
（1）铅蓄电池
负极: Pb +SO42- - 2e- == PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- == PbSO4 + 2H2O 电池总反应式：
2、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程
可以表为
2Ag+Zn（OH）2
充电
放电
Ag2O +Zn+H2O，
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ D ）
A、Ag C、Ag2O
B、Zn（OH）2 D、Zn
3 燃料电池
工作原理：将燃料和氧化剂（O2）反应，放出化学能直 接转化为电能。
氢氧燃料电池
D、燃料电池的能量转化率可达100%
随堂练习
4、下列说法正确的是 • A、充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 • B、充电电池中铅蓄电池的正极材料是 PbO2，
所用电解质是稀硫酸 • C、燃料电池是将电能转化为燃料的化学能的
装置 • D、燃料电池作为新型电池，能量转化率可达
到100% • E、锂电池必须采用无水电解质或固体电解质
锂电池
镍镉碱性蓄电池
1、常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属，其相对原子质量
为７），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的 电量）特别大而广泛用于心脏起搏器，一般使用时间可长 达十年．电池总反应可表示为：
Ｌｉ＋ＭｎＯ２＝ＬｉＭｎＯ２．试回答： ①锂电池比容量特别大的原因是： 锂的摩尔质量小，单位质量的金属中锂提供的电子多． ②锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种 电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原 因： ２Ｌｉ＋Ｈ２Ｏ＝＝２ＬｉＯＨ＋Ｈ２↑
Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O
（2）镍－镉碱性蓄电池
负极：Cd
Cd是致癌物质，废弃镍镉电池
正极：NiO(OH) 如不回收会污染环境
电解质：KOH
（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。
负极
正极
电解质溶液
Cu
FeCl3
Fe
C
Fe(NO3)3
Ag
Fe2(SO4)3
二、发展中的化学电源
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
干电池
燃料电池
1、干电池
负极（锌筒）：Zn — 2e- == Zn2+ 正极（碳棒）：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑ 电解质：糊状NH4Cl
(1)当电解质溶液为KOH溶液时 负极：2H2 +4OH- - 4e-=4H2O 正极： O2+2H2O+ 4e-= 4OH总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
（2）当电解质溶液为稀H2SO4
负极： 2H2 - 4e-=4H+
正极： O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O
燃料电池的总反应式 总反应式：
与燃烧方程式相同， 但条件不同
2H2 + O2 = 2H2O
随堂练习
3、氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液 为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2+4OH- _ 4e-==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH据此判断，下列说法中错误的是
CD
A、H2在负极发生氧化反应 B、供电时的总反应为：2H2+O2==2H2O C、产物为无污染的水，故电解质PH值不变
（NH4Cl显酸性，会腐蚀锌筒）
电池总反应式：
Zn+2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
特点： a：一次性电池，不可逆 b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命
2.充电电池(又称二次电池)
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
是以H2为燃料，产物为H2O的一种高效低污染的新型电 池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般为铂电极和活性炭电极（两极均不参 加反应），而是由外设备提供燃料和氧化剂，反应时H2 从负极进入，O2从正极进入，电解质溶液一般为40%的 KOH溶液或稀硫酸溶液。
无论多复杂的燃料电 化学电源在给人类带来便利的同时，又给人 类带来了怎样的负面影响呢？
废旧电池中含有多种重金属、酸和碱， 会对地下水、土壤产生污染，对生态环境和 公众身体健康有很大的危害。
如何减小电池使用带来的负面影响？
1、回收废弃电池； 2、开发新型高效的绿色电池。
进行，至一定周期后终止。
化学能
放电 充电
电能
充电电池是两极都参加反应的电池。 它们的负极是较活泼的金属， 正极一般是金属氧化物。
（1）铅蓄电池
负极: Pb +SO42- - 2e- == PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- == PbSO4 + 2H2O 电池总反应式：
2、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程
可以表为
2Ag+Zn（OH）2
充电
放电
Ag2O +Zn+H2O，
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ D ）
A、Ag C、Ag2O
B、Zn（OH）2 D、Zn
3 燃料电池
工作原理：将燃料和氧化剂（O2）反应，放出化学能直 接转化为电能。
氢氧燃料电池
D、燃料电池的能量转化率可达100%
随堂练习
4、下列说法正确的是 • A、充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 • B、充电电池中铅蓄电池的正极材料是 PbO2，
所用电解质是稀硫酸 • C、燃料电池是将电能转化为燃料的化学能的
装置 • D、燃料电池作为新型电池，能量转化率可达
到100% • E、锂电池必须采用无水电解质或固体电解质
锂电池
镍镉碱性蓄电池
1、常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属，其相对原子质量
为７），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的 电量）特别大而广泛用于心脏起搏器，一般使用时间可长 达十年．电池总反应可表示为：
Ｌｉ＋ＭｎＯ２＝ＬｉＭｎＯ２．试回答： ①锂电池比容量特别大的原因是： 锂的摩尔质量小，单位质量的金属中锂提供的电子多． ②锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种 电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原 因： ２Ｌｉ＋Ｈ２Ｏ＝＝２ＬｉＯＨ＋Ｈ２↑
Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O
（2）镍－镉碱性蓄电池
负极：Cd
Cd是致癌物质，废弃镍镉电池
正极：NiO(OH) 如不回收会污染环境
电解质：KOH
（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。