1、第四章 电化学基础 第二节 化学电源 用途广泛的电池 用于汽车的铅蓄电池和燃料电池 用途广泛的电池 用于“神六”的太阳能电池 笔记本电脑专用电池 手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 小型高性能燃料电池 阅读课文P74页并回答系列问题：1、化学电池与其它能源相比有哪些优 点？能量转换效率高、供能稳定可靠、使 用方便、易于维护、并可在各种环境 下工作 2、判断电池的优劣标准主要是什么？3、目前化学电池主要分哪几大类？单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池
2、 氢氧燃料电池 锂离子电池 锌银蓄电池 普通干电池 锌银纽扣电池 一、一次电池干电池 普通锌锰电池 锌筒 石墨棒 MnO2和C 普通锌锰干电池的结构 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 一、一次电池干电池(-)ZnNH4Cl+ZnCl2MnO2 C(+)负极(Zn)：Zn2e-=Zn2+正极(MnO2和C)：2NH4+2e-+2MnO2=2NH3+Mn2O3+H2O 电池总反应：Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O 1、正负极材料 碱性锌锰电池 正极：MnO2 负极：Zn 2、工作机制 负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e-
3、=2MnOOH+2OH-氢氧化氧锰 碱性锌锰电池构造示意图 氧化反应 还原反应 电解质：KOH 总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOHZn(OH)2 3、优缺点简析 多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电 其它一次电池 锌银电池、锂电池 锌银电池（纽扣电池）正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH 负极：Zn+2OH 2e-=Zn(OH)2 总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li-2e-=2Li+，正极：I2+2e-=2I-，总反应：2Li+I2=2LiI 与作负极材料的金属
4、相比较，相同质量时锂提供电子数最多。海水电池（电解质溶液为海水）负极：4Al-12e-=4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s 下列说法错误的是（）A 电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为：2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过02mol电子，锌的质量理论上减小65g C练习2、某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的
5、是（）A.Li是正极，电极反应为 Li e-=Li+B.Li是负极，电极反应为 Li e-=Li+C.Li是负极，电极反应为 MnO2+e-=MnO2 D.Li是负极，电极反应为 Li 2e-=Li2+B二、二次电池 铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池 阅读课文P81页并回答下列问题：常见的二次电池有哪些？它们的电极反应怎样写？铅蓄电池 1、正负极材料 正极：PbO2 负极：Pb 2、工作机制 电解质：H2SO4溶液 铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程 放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)
6、+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应 还原反应 负极：放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应 阴极：阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4 H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应 接电源负极 接电源正极 充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+
7、PbO2(s)+2H2SO4(aq)放电充电3、优缺点简析 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 其它二次电池 镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池 3.氢氧燃料电池 2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-总反应式：2H2+O2=2H2O 碱性燃料电池 KOHO2 H2OH2 H2O 负极：正极：2H2 4e-=4H+O2+4e-+4H=2H2O 总反应式：2H2+O2=2H2O 酸性 H2SO4O2 H2OH2O H2 负极：正极：3.氢氧燃料电池 氢氧燃料电池电极反应 总反应：2H2+O2=2H2O酸性
8、 负极 正极 中性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH-4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-4.甲烷燃料电池（电解质为KOH）负极：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 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、甲醇、汽油等。请写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：_ 此时
9、电池内总的反应式：_ KOH溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O如果是甲醇作燃料呢？CH3OH减 少 污 染 节 约 资 源 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被提到议事日程，其首要原因是（）A利用电池外壳的金属材料 B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D回收其中石墨电极 B课 堂 小 结 1.一个电极参与反应（简易原电池）：负极：M-ne-=Mx+正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属 2.两个电极均参与反应(铅蓄电池，纽扣电池)金属为负极
10、，金属化合物为正极 3.两个电极均不参与反应（燃料电池）：可燃气体在负极反应，助燃气体在正极反应 化学电池的组成组成 负极 正极 电解质 电极材料 电极上发 生反应的物质 电子流向 反应类型 能导电的物质还原性较强的物质(多是金属电极本身)氧化性较强的物质酸溶液碱溶液盐溶液或熔融液流出电子流入电子氧化反应还原反应四、书写电极反应式应注意：1确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；2.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；3将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；4负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，
11、与溶液的酸碱性有关(如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)；5溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。四、书写电极反应式应注意：练习4、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为：_。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为：_。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-
12、=4H2O 五、书写新型电池电极反应的思路1.首先写出该电池的总反应,此步骤一般是最容易写出的,如甲烷燃料电池,其实就是甲烷的燃烧方程式而已。2.写出初步的总式后,考虑产物中有无可与电解质反应的物质,如有则将后续反应式写出,再与第一步的总式相加,消去中间产物。如甲烷燃烧产物含CO2,若电解质为KOH,则最终产物中应含K2CO3。3.按照负极物质失电子,正极物质得电子的原则拆分总反应,应注意挑容易写的那个反应来写,另一个用总式去减而得。练习5、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，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的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-4CO2+4e-阴极反应式：_总电池反应式：_2CO+O22CO2O2+2CO2+4e-2CO32-
