4.1.3 化学电源-2023-2024学年高二化学高效备课设计PPT（人教版2019选择性必修1）

2023-2024学年 选择性必修1(人教版2019) 第四章 ·化学反应与电能 第一节 原电池 第3课时 化学电源 1 用途广泛的各种化学电池 目录 一次电池 01 燃料电池 03 二次电池(充电电池) 02 习 学 目 标 1.知道化学电源的分类方法 2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理,培养证据推理与模型认知的能力 3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害,设想其处理方法,形成科学态度与社会责任意识 思考交流 你认识这些电池吗？你认为哪种电池更好，理由是什么？ 1、电源优劣判断 (3)电池的可储存时间的长短。 (1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少。 (2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的多少。 2、化学电池的分类 放电后不可再充电的电池，也叫干电池。 放电后可以再充电而反复使用的电池，又称可充电电池或蓄电池。 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 8 NO.1 一次电池 负 极：Zn - 2e－＝　Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－＝ 2NH3↑＋ H2↑ 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2＝Zn2++ Mn2O3+ 2NH3↑+ H2O 1.普通锌锰干电池 普通锌锰电池 电极反应活性物质 负极：Zn 正极：MnO2 电极材料 负极：Zn 正极：石墨棒 离子导体 NH4Cl和ZnCl2混合物 0 +4 +2 +3 优点： 制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。 NH3被ZnCl2吸收：4NH3＋ZnCl2＝[Zn(NH3)4]Cl2 H2被MnO2吸收,防极化：H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O ②组成： 正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。 ③工作原理：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 2.碱性锌锰电池 碱性电池 金属外壳 离子型 导电隔膜 Zn粉和 KOH混合物 铜针 MnO2和 KOH混合物 电极反应 还原剂：Zn粉 氧化剂 ：MnO2 电极材料 负极：铜针 正极：金属外壳 离子导体 KOH、离子型导电隔膜 0 +4 +3 +2 优点： 比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电 缺点： 多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 3.银锌电池 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 负极：Zn＋2OH－－2e－ ==== Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋H2O＋2e－ ==== Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O ==== Zn(OH)2＋2Ag。 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。 （非水有机溶剂电解液） 负极：2Li - 2e- = 2Li+， 正极：I2 + 2e- = 2I-， 总反应：2Li + I2 = 2LiI 跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？ 与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最多。 （4）锂电池 NO.2 二次电池 (充电电池) 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 （1）铅蓄电池 负极材料是海绵状的金属Pb， 正极材料上涂有棕褐色的PbO2， 两极浸在30%H2SO4溶液中。 ①结构特点 H2SO4 Pb(铅) PbO2 优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境 铅酸蓄电池的构造示意图 铅酸蓄电池的充、放电过程: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电 充电 放电 负极 正极 总反应 Pb+SO42－－2e－=PbSO4 PbO2+4H++SO42－+2e－=PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O (2)工作原理 ①放电过程 16 铅酸蓄电池的构造示意图 铅蓄电池优点 电压稳定 使用方便 安全可靠 价格低廉 铅酸蓄电池的充、放电过程: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电 充电 充电 阴极 阳极 总反应 PbSO4+2e