1.2.2化学电池 课件 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 第2节　化学能转化为电能—电池 第2课时　化学电源 从简单原电池到锌锰干电池 液体电解质 易漏液，不便携带 加淀粉 稀酸：电容量较小 浓酸：自放电严重 换H2SO4 为NH4Cl 自放电减弱 但产生H2 加MnO2 阻止H2产生 锌-氢电池是最早研制的简单电池之一，但是在使用过程中，液体电解质容易漏液，不便于携带。怎么办？ 加入淀粉与电解质溶液混合加热，制成糊状物。在电池较小的空间内，如果酸的浓度较小，则电池的容量较小，若选用浓度较高的酸，则硫酸溶液与锌接触可以直接反应，即自放电严重，大大降低电池的能量转化率。怎么办？ 提高酸的浓度，并且将氢离子“藏”起来，在干电池工作时再慢慢地“拿”出来。将强酸变为氯化铵。 日常生活中形形色色的电池 知识点 一：化学电源的分类 化学电源 一次电池：如普通锌锰干电池、碱性锌锰电池等 二次电池：铅蓄电池、锂离子电池 燃料电池：氢氧燃料电池 新型化学电源：微生物电池 1.一次电池（干电池） 碱性锌-锰干电池 电池中的活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度后，就不能使用了。即只能放电而不能充电。 金属外壳 石墨棒 KOH和Zn粉 碱性锌-锰干电池的结构 MnO2 电解质 KOH 负极（Zn ） Zn - 2e-+ 2OH- = Zn(OH)2 正极（MnO2） 2MnO2+2e-+2H2O =2MnOOH + 2OH- 总反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 方法解读： ①标明变价，判断正负极 ②判断出反应物和产物，标明得失电子 ③写电极反应式，注意原子、电荷、转移电子守恒，考虑离子反应。 （若一个较“难”写，可用“总”减“易”） ④写总式：两电极相加（得失电子数相等） 注意：碱性溶液不能出现H+;酸性溶液不能出现OH- 练习：银锌电池-纽扣电池 Zn +Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 总反应： 电解质：KOH 负极：Zn 正极：Ag2O Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2 Ag2O +2e- + H2O=2Ag + 2OH- 0 0 +1 +2 2.二次电池（可充电电池） 又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得再生，恢复工作能力，可多次重复使用。 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O 负极材料： 正极材料： 电解质溶液： Pb PbO2 H2SO4 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e- +SO42-+4H+=PbSO4+ 2H2O 放电过程 (原电池) 镍-镉（Ni-Cd)电池--使用寿命比铅蓄电池长，可充电500次以上. 镍-镉（ Ni-Cd)电池发生如下反应： Cd+NiO(OH)2+H2O Cd(OH)2+Ni(OH)2, 0 +4 +2 +2 负极 正极 （探讨) 对于镍-镉（ Ni-Cd)电池，下列判断正确的是（ ） A NiO(OH)2是电池的负极 B 放电时Cd是电池的负极 C 充电时Ni(OH)2发生氧化反应 D 正极反应为 Ni(OH)2 - 2e-+ 2OH-= NiO(OH)2+ H2O BC 书写两电极方程式： 3.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。 （氢气、烃、甲醇、肼、氨、煤气燃料电池……） 氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2 = 2H2O 负极：燃料(如H2、CH4) 正极：氧化剂（如O2） 中性条件下 负极： 2H2-4e- = 4H+ 正极：O2+4e-+2H2O = 4OH- 酸性条件下 碱性条件下 负极： 2H2-4e- = 4H+ 正极：O2+4e-+4H+ = 2H2O 总反应： 2H2+O2 = 2H2O 酸 性 负极：2H2+4OH--4e- = 4H2O 正极：O2+4e- +2H2O= 4OH- 总反应：2H2+O2 = 2H2O 碱 性 注意：涉及到两个电极方程式书写时，需要得失电子守恒 甲烷燃料电池 1.燃料电池总反应：CH4+2O2 = CO2+2H2O 2.正极： 2O2+8e- +8H+= 4H2O 3.负极：CH4-8e-+2H2O = CO2+8H+ 1.燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2