6.1.3化学电池 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

03 化学电池 一.化学电源（化学电池） 1.定义 将化学能变成电能的装置 2.分类 ①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 ②二次电池又称充电电池——蓄电池 ③燃料电池 ④其他电池：如海水电池、心脏起搏电池等。 1.一次电池 (1)特点：电池放电后_____充电(内部的氧化还原反应_____逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为_____，电极反应是_________________。 ②石墨棒为_____，最终被还原的物质是_________。 ③NH4Cl糊的作用是_____________。 ④特点：放电后不能充电，便于携带，价格低。 不能 无法 负极 Zn－2e－===Zn2＋ 正极 二氧化锰 作电解质溶液 电解质是氯化铵具有酸性，因此电池不能长期保存 锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池，电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。 锌粉取代锌筒，KOH取代NH4Cl，增大接触面积加快反应速率，减少电池内阻，电流大电压高寿命长 （2）二次电池——充电电池 ①特点：它在放电时进行氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。 ②实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。目前汽车上使用的多数是铅酸蓄电池。手机、笔记本电脑、照相机和摄像机等电器所用的电池多数为锂离子电池。 化学能 电能 放电 充电 铅蓄电池的优缺点 ①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛。 ②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。 6 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细( ) (2)充电电池可以无限制地反复充电、放电( ) (3)二次电池充电时化学能转化为电能( ) × 正误判断 × × 应用体验 1.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A.锌筒是原电池的正极 B.石墨电极上发生氧化反应 C.铵根离子流向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 √ 2.(2022·浙江舟山调研)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg ＋2BiF3 3MgF2＋2Bi(MgF2为难溶盐)，电解质为熔融氟化物。下列 说法正确的是 A.放电时，负极的电极反应式为Mg－2e－＋2F－===MgF2 B.放电时，电子从镁电极流出，经电解质流向正极 C.放电时，化学能完全转化为电能 D.放电时，F－向正极移动 √ （3）发展中的燃料电池（氢氧燃料电池、甲醇燃料电池） 是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置，与火力发电相比燃料利用率高、能量转化率高，在放电时需要外部持续供给燃料和氧化剂 （3）发展中的燃料电池（氢氧燃料电池、甲醇燃料电池） 1. 原理 利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。 优点 2. 高效(能量转化率可以达到80%以上), 环境友好。 H2SO4(aq) H2 O2 — + 负极：2H2 - 4e- = 4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 酸性: NaOH(aq) H2 O2 — + 碱性: 负极：2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 总反应：2H2 + O2 = 2H2O （3）发展中的燃料电池（氢氧燃料电池、甲醇燃料电池） 介质 电池反应：2H2 +O2 == 2H2O 酸性 负极 正极 中性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2 - 4e- == 4H+ O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O 2H2 - 4e- == 4H+ O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- 2H2 + 4OH-- 4e- == 4H2O O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- 氢氧燃料电池 （3）发展中的燃料电池（氢氧燃料电池、甲醇燃料电池） 电极的负极反应物一定是燃料，正极反应物为O2或空气。 (1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电( ) (2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应( ) (3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能( ) (