6.3.2 化学电源 课件 2022-2023学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

1.3.2 化学电源 1 学习目标 1. 知道常见的化学电源的种类。 2.掌握简单原电池的电极反应。 形形色色的电池 干电池 蓄电池 锂离子电池 燃料电池 碱性电池 3 简易电池无法长久稳定地使用，于是人们发明并制造了多种多样的能够较长时间稳定持续供电的化学电源。化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。 化学 电池 一次性电池：干电池 二次电池（充电电池）：铅蓄电池 燃料电池：氢氧燃料电池 常见一次电池 锌锰干电池 1、结构：锌筒为 极，石墨棒为 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作 。 负 正 电解质 2、原理 总反应为： Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH) 负极：Zn－2e－ + 2NH4+ = [Zn(NH3)2]2+ + 2H＋ 正极：2MnO2 + 2H+ + 2e － =2MnO(OH) 6 缺陷 锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气胀或漏液，会导致电器设备的腐蚀。 改进 ①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池； ②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进， 制成碱性锌锰电池。 二次电池 1、结构：银锌电池是一种纽扣式大容量电池，Zn作 极，Ag2O作 极，电解质溶液为KOH溶液。 （1）银锌纽扣电池 2、原理： 总反应为：Zn +Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2 负 正 银锌扣电池 负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 8 二次电池 1、结构：负极材料是 ，正极材料是 ，电解质溶液是 。 （2）铅蓄电池 Pb PbO2 硫酸溶液 9 二次电池 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O 2、原理： 放电： 总反应： 充电： PbSO4 =Pb+ SO42- PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42- 阴极: 与外接电源负极相连 阳极: 与外接电源正极相连 +2e- -2e- 10 二次电池 （3）镍氢电池 放电过程 负极： 正极： MH-e- +OH-=M+H2O MH NiO(OH) KOH溶液 电解质： NiO(OH)+e- =NiO+OH- 总反应： NiO(OH)+MH NiO +M+H2O 11 燃料电池 工作原理：燃料燃烧 氢氧燃料电池结构 2H2 + O2 == 2H2O 4e- 反应原理： ⑴氢氧燃料电池 电极: Pt或石墨制作的惰性电极 电解质溶液: 硫酸溶液 负极： 2H2 - 4e- = 4H+ 正极： O2+ 4H++ 4e- = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 思考2：电池工作一段时间后，上述溶液的pH如何变化？ 酸性减弱，pH变大。 12 燃料电池 1.如果电解质溶液换成氢氧化钾呢？ 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 13 氢氧燃料电池 以KOH(aq)为电解质溶液 以稀硫酸为电解质溶液 总反应 2H2＋O2===2H2O 正极 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－=4H2O 2H2＋O2===2H2O 2H2－4e－===4H+ O2＋4H+＋4e－===2H2O 14 甲醇燃料电池 （2）甲醇燃料电池 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH_===2CO32-＋6H2O 碱性： 负极：CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32- + 6H2O 正极：O2 + 4e-+ 2H20 = 4OH- 15 3．简易燃料电池的制备 原理： 构成了氢氧燃料电池，先电解水生成了H2和O2， H2在负极， 电极反应：2H2－4e－===4H＋， O2在正极， 电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电解池 三、电解池 将电能转化为化学能的装置 利用电解我们可以获得普通化学方法难以制备的物质 应用： 二次电池的充电，冶炼活泼金属钠、镁、铝等 应用： 电解水制得氢气和氧气；电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气。 电解 电解池 17 资料卡片 电解在物质制备中的应用 可以将电解运用于制备钠、镁、铝、钙等活泼金属单质。 例如电解熔融的氧化铝得到单质铝。 18 学以致用 1.锌锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以KOH溶