第二节化学电源解读.ppt

* * 第四章 电化学基础 第二节 化学电源 * ［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？ 电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 将化学能转换成电能的装置 将太阳能转换成电能的装置 将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置 阅读课文P74页并回答问题： 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，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，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？ (1)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；(2)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。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池 铅蓄电池 锌银蓄电池 镍镉电池 锂离子电池 普通干电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。 又称充电电池或蓄电池。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。 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源。 干电池（锌锰电池）的构造示意图 （一）干电池（一次性电池） （1）锌锰干电池，是最早使用的化学电池 电极: Zn为负极, 碳棒为正极 电解液：NH4Cl等 负极（Zn）：Zn-2e- =Zn2+ 正极(碳棒)： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3+2NH3 ↑ +H2O 原电池反应式 Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ Mn2O3 + ZnCl2 + 2NH3 ↑ + H2O （2）碱性锌-锰干电池▲ 电池反应： 电解质： KOH Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 优缺点：只能一次使用，不能充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电 负极： 正极： ——Zn ——MnO2 Zn + 2OH－ － 2e－ = Zn(OH)2 2MnO2 + 2H2O + 2e－ =2MnOOH + 2OH－ 练习1：电子表和电子计算器的电源通常用微型银－锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电极总反应为：Ag2O + H2O + Zn ＝ Zn(OH)2 + 2Ag。下列叙述正确的是 A．Ag2O是正极，被氧化 B．Ag2O是正极，被还原 C．工作时负极区溶液的pH增大 D．工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极 BD 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 (二)二次电池 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- =PbSO4 (s) +2H2O(l) 氧化反应 还原反应 负极： ①放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 ②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) + 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) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 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