高中化学4.2《化学电源》课件新人教选修4.pptVIP

2　化学电源 发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。 　有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。 　为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。 发明电池的故事 　　　一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。 　接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。 　这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。 　伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着 　　为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。 化学电池的分类 一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生； 燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。 衡量电池优劣的指标 比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，符号(A·h)/kg ,(A·h)/L 比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，符号W/kg ,W/L 储存时间：电池的储存时间的长短 　　　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，更适合使用者的需要。 一次电池 普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式： 负 极：Zn - 2e－＝　Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O 总反应：Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O 碱性锌锰干电池：活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式： 负 极：Zn - 2e－ + 2OH- ＝ Zn(OH)2 正 极：2MnO2 + 2e－+ 2H2O ＝ 2MnOOH + 2OH- 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O＝ 2MnOOH + Zn(OH)2 二次电池 铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行．蓄电池放电时为自发电池，充电时为电解池．充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次 。放电时电极反应式： 负 极：Pb + SO42- -2e-＝PbSO4 正 极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O 总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O 　充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以把上述反应写成一个可逆反应式： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 充电 放电 燃料电池 一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。 燃料电池 氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。 负 极：2H2 - 4e-＝4H+ 正 极：O2 + 4H+ + 4e-＝2H2O 总反应：2H2 + O2＝2H2O 练习 例1、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应： 负极：　　　　　　　　　　　　　 ； 正极： 　今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是： A．0.025 mol B．0.050 mol 　 C．0.10 mol D．0.20mol 铅蓄电池的总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O。电解NaCl饱和溶液时，电路上有2 mol电子通过时消耗2 mol的H2SO4，此时在阳极应产生1 mol Cl2。若要制得0.050mol Cl2，需消耗H2SO4为0.10 mol。 练习 例2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是 根据此反应式判断，下列叙述中正确的是： A