人教版化学选修四第二节化学电源PPT

第四章 第二节 化学电源
学习目标
1.学会常见的化学电源的分类 2.掌握并会书写常见的化学电源的电极方程式 3.学会判断化学电源的优缺点
日常生活当中使用的电池有哪些?
人教版化学选修四第四章 第二节 化学电源(共18张PPT)
一.电池的分类
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二次电池
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,可多次重复使用的称为二次电池.
锂电池
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铅蓄电池
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铅蓄电池的化学反应实质:
放电过程(原电池):
二次电池， 多次重复使用
负极: 正极:
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四.化学电池的发展方向
使用寿命长
绿色环保
价格便宜
质量轻
体积小
容量大
五.总结
——The end——
•
1.小彼得 是一个 商人的 儿子。 有时他 得到他 爸爸做 生意的 商店里 去瞧瞧 。商店 里每天 都有一 些收款 和付款 的账单 要经办 ，彼得 经常被 派去把 这些账 单送往 邮局寄 走。
甲烷燃料电池的化学反应实质:
负极
CH4
正极
O2
电解质溶液： KOH
1.燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2 = CO32-+3H2O 2.正极： 2O2+4H2O+8e- = 8OH3.负极：CH4+10OH--8e- = CO32-+7H2O
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电极材料一般不参与化学反应,只起传导电子的作用;
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正负极的判断方法应根据化合价的升降
氢氧燃料电池的化学反应实质:
酸性介质(H2SO4)中
负极
负极
2H2 - 4e- = 4H+
负失氧,正得还 正极
反应式： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
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一次电池，二次电池的优缺点比较
优点 缺点
一次电池
制作简单、 价格便宜。
1.溶液中不存在O2-
酸性溶液:它与H+结合成H2O; 碱性或中性溶液:它与水结合 成OH-
2.产物与酸碱性有关
酸性溶液:+4价的C以CO2形 式存在; 碱性溶液: +4价的C以CO32-形 式存在
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燃料电池的优缺点
优点
缺点
能量转换率超过80%,远高于普通 燃烧过程(能量转化率仅30%),有
利于节约能源.
输出电压较低,需串联 使用,体积较大
可组合成燃料电池发电站,排放 废弃物少,运行噪音低,被誉为”
绿色”发电站
由于要连续不断地攻击反应 物,排除生成物,因此,附属设备
多,不方便.
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一次电池
电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电后,就 不能再利用,称为一次电池,如普通锌锰干电池,碱性锌锰电 池,银锌纽扣电池等.
源自文库
普通锌锰电池的化学反应实质:
锌筒
负极: Zn – 2e- = Zn2+
石墨棒
正极: 2MnO2+2NH4++2e-=2MnOOH+2NH3
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
总反应式:
MnO2和CZn+2MnO2+2NH4Cl= 2MnOOH+ZnCl2 + 2NH3
普通锌-锰干电池的结构
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Pb + SO42- -2e- =PbSO4 PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
反应式: Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
充电过程(电解池):
阴极: PbSO4 +2e- =Pb + SO42-
阳极: PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42-
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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化成电能的化学电池, 如氢氧燃料电池,甲醇燃料电池等.
氢氧燃料电池的化学反应实质:
酸性介质(H2SO4)中
负极-通H2 2H2 - 4e- = 4H+
正极-通O2 O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O 总反应式: 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 燃料做负极,助燃剂氧气为正极;
O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O
总反应式: 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
正极
负极 - 化合价升高 - 失去电子 - 氧化反应 - 还原剂 正极 - 化合价降低 - 得到电子 - 还原反应 - 氧化剂
化合价降低 化合价升高
失去电子 得到电子 还原反应 氧化反应 氧化剂 还原剂
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放电完了， 便不可再用
二次电池
电压稳定，使用方 便，安全可靠，价 格低廉，多次重复
使用
比能量低，笨重， 废弃电池污染环
境
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二.化学电池的优点 1.能量转换率高,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.易于维护,可在各种环境下工作. 三.废弃电池的处理
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氢氧燃料电池的化学反应实质:
碱性介质(KOH)中 负极 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O 正极 O2 + 2H2O + 4e- =4OH-
总反应式: 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
中性介质(Na2SO4)中 负极 2H2-4e- = 4H+ 正极 O2+2H2O+4e- = 4OH-