高中化学必修2第二章_第二节_第二课时.ppt

2、蓄电池 银锌电池 镉镍电池 氢氧燃料电池 小 结 绿色电池种种 * 空气电池 锂电池 第二节 化学能与电能 第二课时 电极材料 电子流向 反应类型 组 成 负 极 正 极 电解质 相对活泼 的金属 流出电子 氧化反应 酸、碱 或盐的 溶液 相对不活泼的金属（或能导电的非金属） 流入电子 还原反应 原电池的组成 普通锌锰电池 碱性电池 镍 镉 电 池 小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池 干电池 上图是锌－锰干电池 干电池 负极：Zn – 2e- = Zn2+ （负极） （正极） 2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 正极： 锌筒 石墨棒 MnO2和C 普通锌-锰干电池的结构 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 干电池 负极：Zn – 2e- = Zn2+ （负极） （正极） 正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 其他干电池： 碱性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池等 优点：携带方便 缺点：电量小，污染大 锌筒 石墨棒 MnO2和C 普通锌-锰干电池的结构 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 （1）铅蓄电池 正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反应式。 铅蓄电池 铅 蓄 电 池 铅 蓄 电 池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 铅 蓄 电 池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 其他蓄电池：镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池等 优点：可反复使用 缺点：污染大 随着用电器朝着 小型化、多功能化发 展的要求，对电池的 发展也提出了小型化、 多功能化发展的要求。 体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 写出电极反应式。 充电 放电 1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解质：KOH溶液。反应式如下： 写出电极反应式。 氢氧燃料电池 Pt电极 H2 O2 氢氧燃料电池模拟 KOH 航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用Pt做电极，KOH溶液做电解液，因其反应与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。请写出各电极的电极反应。 若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应 新型燃料电池 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，同时将电极反应产物不断排出电池 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” 2H2 + O2 === 2H2O 点燃 氢氧燃料电池 多孔性金属电极，具有催化性能 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” 2 H2 + O2 === 2 H2O 点燃 氢氧燃料电池 常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等 优点：效率高、无污染，装置可持续使用 多孔性金属电极，具有催化性能 锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。 锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池 减 少