内容正文:
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
生活中常见的电池
化学电源
一次电池
二次电池
燃料电池
电池中活性物质放电后,不可再次利用
电池中活性物质可经充、放电反复重生,重复使用
连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能
一、一次电池
1.锌锰干电池
负极:Zn―2e- ═Zn2+
正极:2MnO2+2e- +2NH4+═Mn2O3+2NH3+H2O
电池总反应:Zn+2MnO2 +2NH4+═Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+
2.碱性锌锰干电池
负极:Zn―2e-+ 2OH―═Zn(OH)2
正极:2MnO2+2e- +2H2O═2MnOOH+ 2OH―
电池总反应:Zn+2MnO2 + 2H2O═2MnOOH+Zn(OH)2
优点:不漏液、不鼓包,储电量较大,适用于大电流连续放电
缺点:多数只能一次使用,重金属污染环境
3.银锌纽扣电池
负极:Zn―2e-+ 2OH―═Zn(OH)2
正极:Ag2O+2e- +H2O═2Ag + 2OH―
电池总反应:Zn+ Ag2O +H2O═2Ag +Zn(OH)2
二、二次电池
铅蓄电池:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4
放电
负极:Pb ― 2e- + SO42- = PbSO4
正极:PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O
充电
阳极:PbSO4 ―2e-+ 2H2O=PbO2 + SO42- + 4H+
阴极:PbSO4 + 2e- =Pb+ SO42-
氧化反应
氧化反应
还原反应
还原反应
充电
放电
优点:电压稳定、可重复使用、安全可靠、方便价廉
缺点:比能量低,废弃电池污染环境
三、燃料电池
氢氧燃料电池
(酸性电解质)
负极:H2―2e-═4H+
正极:O2+4e- +4H+═ 2H2O
电池总反应:2H2+O2═ 2H2O
氢氧燃料电池
(碱性电解质)
负极:H2―2e- + 2OH―═ 2H2O
正极:O2+4e- + 2H2O ═ 4OH―
电池总反应:2H2+O2═ 2H2O
优点:能量转化率高,清洁无污染
缺点:体积大,附属设备多
特点:燃料与氧化剂在工作时不断补充,产物不断排出
提升应用
甲烷燃料电池
(酸性电解质)
甲烷燃料电池
(碱性电解质)
负极:CH4 + 2H2O -8e-=CO2 + 8H+
正极: 2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O
电池总反应: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
负极:CH4-8e- +10OH- =CO32-+7H2O
正极:O2+4e- + 2H2O ═ 4OH―
电池总反应:CH4+2O2+2OH-= CO32- +3H2O
$$
第四章 第二节 化学电源 作业
1. 下列说法中正确的是( )
A. 铅蓄电池放电时负级是Pb,正极是
B. 水果电池是高效环保的家用电池
C. 镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
D. 可充电电池可以无限制地反复放电、充电
2. 十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极
B. Pt1电极附近发生的反应为:
C. Pt2电极附近发生的反应为:
D. 相同条件下,放电过程中消耗的和的体积比为
3. 我国科研人员以Zn和尖晶石百锰酸锂为电极材料,研制出一种水系锌离子电池.该电池的总反应方程式:下列说法正确的是
A. 是负极材料
B. 充电时,向电极迁移
C. 充电时,阳极反应:
D. 充放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化
4. 铅蓄电池是典型的可充电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行:,有关该电池的说法正确的是
A. 放电时,蓄电池内电路中向负极移动
B. 放电时,每通过1mol电子,蓄电池就要消耗
C. 充电时,阳极反应:
D. 充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连
5. 下列说法正确的是
A. 反应C as as g在常温下不能自发进行,则该反应的
B. lmol溶液加水稀释后,溶液中的值减小
C. 铅蓄电池在放电过程中,负极质量增加,正极质量减少
D. 锅炉中沉积的C a可用饱和N a溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去
6. 下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是
A. 碱性锌锰电池 B. 手机用锂电池
C. 汽车用铅蓄电池 D. 玩具用镍氢电池
7. 用氟硼酸,属于强酸代替硫酸做铅蓄电池的电解质溶液,可使铅蓄电池在低温下工作时性能更优良,反应方程式:;已知为可溶于水的强电解质。下列