《化学电源》课件3.ppt

* * * * * * * * * * * * * 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 介质 电池总反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 酸性 负极 正极 中性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 氢氧燃料电池 介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O O2 + 4e-= 2O2－ 固体燃料电池 风力发电 地热发电 生活垃圾发电 核电 潮汛发电 …… 发电 请考虑，化学电池有污染，这个问题如何解决？ （开发新能源） 化学电池与新能源 典例讲解 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便 和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两 种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为： 2H2 +O2 = 2H2O，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸， 其负极反应可表示2H2 – 4e-=4H+，则其正极反应表示 为： ；碱式氢氧燃料电池的电 解质是碱，其正极反应表示为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- ，则其负极反应可表示为： 。 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O 蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电解池作用，爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应为： 根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的 是（ ）①放电时，Fe为负极，NiO2为正极②充电时阳极上的电极反应为：Ni(OH)2-2e - +2OH-=NiO2+2H2O③放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。④蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中⑤蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中A.①和② B.只有④ C.③和④ D.③和⑤ 典例讲解 A 下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是 A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH-－4 e－＝2H2O ＋Ｏ2? C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 典例讲解 AD 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O，则下列说法错误的是 Ａ．放电时CH3OH参与反应的电极为正极 Ｂ．充电时电解质溶液的pH逐渐增大 Ｃ．放电时负极的电极反应为： CH3OH－6e－ ＋8OH－ ＝ CO32— + 6H2O Ｄ．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子 A 典例讲解 下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两 侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2（右罐）和NaBr3（左罐），放电后，分别变为Na2S4和NaBr。下列说法正确的是（　　　　） A．电池充电时，阳极电极反应式为：3Br－2e－＝Br3－ B．电池放电时，负极电极反应式为：2S22－+2e－==S42－ C．电池放电时，电池的总反应方程式为：Na2S4＋3NaBr＝2Na2S2＋NaBr3 D．在充电过程中Na+通过膜的流向为从左到右 AD 如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。电池总反应式为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。下列说法中正确的是 A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气 B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇 C．电池负极的反应