人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件

MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构

Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
②充电过程 阴极： 接电源负极 还原反应 氧化反应
PbSO4 +2e- =Pb + SO42接电源正极 阳极：
充电过程总反应：
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42-
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
蓄电池
氢氧燃 料电池 锂电池
一、化学电源的分类 普通锌锰干电池 一次电池
（干电池最常见）
碱性锌锰电池
银锌纽扣电池
化学电源
铅蓄电池
二次电池
（可充电电池、 蓄电池）
银锌蓄电池
锂离子电池 氢氧燃料电池
燃料电池
二、一次电池(干电池)
1.普通电池
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等

石墨棒是正极，在石墨棒周围填满MnO2和 炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维 纸作隔膜；在隔膜外是调成糊状的氯化铵， 作为电解质溶液；锌筒为干电池外壳，它作 为负极。 锌筒(负极)： Zn(s) - 2e- = Zn2+(aq) 碳棒(正极)：2MnO2+2NH4++2e- =Mn2O3+ 2NH3+H2O 电池总反应为：
总反应式：
2CO+O2=2CO2
4、海水电池
练习5、1991年我国首创以铝、空气、 海水电池为能源的新型海水标志灯已经 研制成功。该灯以海水为电解质溶液， 靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只 要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的 闪光，其能量比干电池高20到50倍。 运用所学的化学知识，推测该新型电池 两极上可能发生的电极反应。 负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH-
放电
优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 充电 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 放电
总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为： Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
写出放电时的电极反应式。
负极：Zn-2e +2OH-=Zn(OH)
2 2 2
正极：Ag O+2e +H O=2Ag+2OH
3、镍镉电池
负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO2， 电解质：KOH溶液。 反应式如下：
NiO2+Cd+2H2O
-
放电
充电wk.baidu.com
Ni(OH)2+ Cd(OH)2
写出放电时的电极反应式。
负极：Cd-2e +2OH =Cd(OH)2
正极：NiO2+2e +2H2O=Ni(OH)2+2OH
-
-
-
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
燃料电池汽车
四、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。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……） 1、氢氧燃料电池 中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
酸性电解质： 负极： 2H2-4e-==4H+
正极： O2+4H++4e-==2H2O
总反应：2H2+O2==2H2O 碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
使用氢氧燃料电池动力的法国产标致TAXI
练习3:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用 方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往 往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写 a b 出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池 中a极的电极反应式： CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O
H2 O 此时电池内总的反应式: CH4 CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
，
O2
KOH溶液
。
2、固体燃料电池
介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负 极 正 极 负 极 正 极
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
O2 + 4e-= 2O2－ 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器等
三、二次电池（充电电池、蓄电池）
1、铅蓄电池
①放电过程
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应
正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
还原反应 放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
正极：（金属棒）
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
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 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
3、银锌钮扣电池
总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag
负极：
Zn +2OH－-2e- =ZnO+H2O 正极： Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH－ pH变化： 负极：减小 正极：增大
3、熔融盐燃料电池
练习4、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，
因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混 合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电 池，完成有关的电池反应式： 负极反应式：2CO+2CO32- —4e-=4CO2
-+2CO =2CO 2O +4e 2 3 正极反应式： 2