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考点36 化学电源及金属的腐蚀和防护 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 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 锌锰电池、锌银电池、锂电池…… 一、一次电池 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-=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 =2MnOOH＋Zn(OH)2 3、优缺点简析 缺点： 多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 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 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- =ZnO+H2O 总反应： Zn+Ag2O=ZnO+2Ag 二、二次电池 铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池…… 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) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 正极： PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (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 2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 充电过程 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应 阴极： 阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 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： 放电 充电 3、优缺点简析 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点： 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…… 三、燃料电池 氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池…… 酸性氢氧燃料电池 1、正负极材料 正极室：通氧气 负极室：通氢气 电解质：H2SO4溶液 （氧化剂） （燃料） 使用铂电极 2、工作机制 2H2 - 4e- = 2H+ 负极： 正极： O2 + 4H+ +4e- = 2H2O 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 3、优缺点简析 缺点： 体积较大、附属设备较多 优点： 能量转换率高、清洁、对环境友好 其它燃料电池 碱性氢氧燃料电池 酸性甲烷燃料电池 碱性甲烷燃料电池 酸性甲醇燃料电池 碱性甲醇燃料电池 中性氢氧燃料电池 书写电极反应式应注意以下几点： 1．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．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，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）； 2．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．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－； 练习：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 ________。