内容正文:
化学(加工制造类)
1.2 电池的类型
专题一 电化学基础与金属防护
1.能从原子的结构和组成出发,初步
学习目标
与核心素养
【学习目标】
1.了解常见化学电池的类型及工作原理;
2.知道废旧电池的资源化处理方法,认识保护环境的重要性
【核心素养】
1.通过常见化学电池的类型及工作原理,培养学生宏观辨识与微观探析、现象观察与规律认知、实验探究与创新意识等化学学科核心素养;
2.通过废旧电池的资源化处理,培养学生科学态度和社会责任等化学学科核心素养
导入
手机在现代社会中的使用率极高,手机的续航能力是许多人挑选手机的考虑因素之一,电池容量也就成为一个重要参数。手机的电池,可以反复进行充电和放电。而用于电视、空调遥控器的电池使用一段时间后,却不能充电。这是为什么呢?
第二节 电池的类型
干电池
蓄电池
锂离子电池
碱性电池
燃料电池
一、一次电池
1.锌锰干电池
锌锰干电池是最常见的一次电池,价格便宜、携带方便,目前仍是产量很大的电池,特别适用于间歇式放电,如遥控器。
观察与认知
准备好小刀、螺丝刀、镊子等工具,戴好手套、口罩,在做好安全防护的情况下,以小组为单位,拆解废旧的锌锰干电池。实验完成后,废弃的电池需按垃圾分类的要求进行投放。
(1)观察锌锰干电池的内部结构,与同学讨论锌锰干电池的工作原理;
(2)解释锌锰干电池使用时间长未及时更换,出现漏液现象的原因。
一、一次电池
1.锌锰干电池
锌制外壳作负极
中央有铜帽的石墨作正极;
填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液;
填充MnO2粉末吸收正极放出的H2,防止产生极化现象。
a:一次性电池,不可逆
b:NH4Cl显酸性,会腐蚀锌筒,用KOH代替NH4Cl能提高性能,延长寿命
c:放电量小,放电过程中易气涨或漏液
特点
1.锌锰干电池
一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫作干电池
知识点一 · 一次电池
结构:
工作原理:
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
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)
优点:制作简单,价格便宜
缺点:放电时间短,放电后电压下降快
一、一次电池
2.锌银电池
锌银电池是一种比能量高、电压稳定的水溶液电池,常制成纽扣式电池,广泛用于微型电子设备。常见的锌银电池负极是锌,正极是氧化银,电解质是氢氧化钾。
用途:电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等
所需电流是微安或毫安级的。
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。
结构:
工作原理:
思考探究
一次电池在使用过程中有何局限性?
负
正
Zn +Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2
负极:Zn-2e-+ 2OH-==Zn(OH)2
正极:Ag2O + H2O +2e-==2Ag + 2OH-
注意:
在写电极产物时,要注意电解质溶液的酸碱性。
二、二次电池
1.铅蓄电池
二次电池又叫充电电池(蓄电池),可逆、循环。
图T1-2-5 铅蓄电池构造图
铅蓄电池是一种用途广泛的二次电池,结构如图T1-2-5所示。它由两组栅栏状极板交替排列而成,负极板上覆盖铅(Pb),正极板上覆盖二氧化铅(PbO2),30%的稀硫酸溶液作电解质。
二、二次电池
1.铅蓄电池
观察图T1-2-6所示的铅蓄电池充电、放电示意图,结合查阅的铅蓄电池的资料,讨论铅蓄电池怎样产生电流。
图T1-2-6 铅蓄电池充电、放电示意图
二、二次电池
1.铅蓄电池
工作原理:
负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O
放电:
充电反应就是上述反应的逆反应
充电:
阴极: 与外接电源负极相连
PbSO4 =Pb+ SO42-
+2e-
阳极: 与外接电源正极相连
PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42-
-2e-
注意:
1.铅蓄电池放电时,pH增大
2.铅蓄电池放电时,正负极质量均增加
二次电源的充电与放电
放电
负极
正极
氧化反应
还原反应
氧化反应
还原反应
阴极
阳极
充电
-
— +
二、二次电池
1.铅蓄电池
铅蓄电池在国民经济和社会发展中发挥着重要作用,广泛应用于汽车、船舶、航空、电力、通信、军工等领域,