化學(xué)：42《化學(xué)電源》(備課組)課件(人教版選修4)

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié) 化學(xué)電源發(fā)明電池的故事發(fā)明電池的故事 伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家。 有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文，說(shuō)動(dòng)物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來(lái)?？戳诉@篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他用許多只活青蛙反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)，實(shí)際情況并不像加伐尼所說(shuō)的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來(lái)源。 2發(fā)明電池的故事 一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來(lái)，剎時(shí)，他感到滿嘴的酸味兒。接著

2、，他將銀幣和錫片交換了位置，當(dāng)助手將金屬導(dǎo)線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。這些實(shí)驗(yàn)證明，兩種金屬在一定的條件下就能產(chǎn)生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來(lái)，就能大有作用。伏特經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)明了被后人稱(chēng)做“伏特電堆”的電池，這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過(guò)的布片，一層一層堆起來(lái)的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn)，人們把電壓的計(jì)量單位叫做伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏，符號(hào)V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。 3化學(xué)電池的分類(lèi) 一次電池（干電池）：活性物質(zhì)消耗到一定程度，就不能使用； 二次電池（充電電池或蓄電池）：放電后可以再充電使活

3、性物質(zhì)獲得再生； 燃料電池：一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。4電池的優(yōu)點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化率較高能量轉(zhuǎn)化率較高供能穩(wěn)定可靠供能穩(wěn)定可靠可以制成各種形狀和大小、不同容量可以制成各種形狀和大小、不同容量的電壓的電池及電池組的電壓的電池及電池組使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)境下工作境下工作5衡量電池優(yōu)劣的指標(biāo) 比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，符號(hào)(Wh)/kg ,(Wh)/L 比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，符號(hào)W/kg ,W/L 儲(chǔ)存時(shí)間：電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲(chǔ)存

4、時(shí)間長(zhǎng)的電池，更適合使用者的需要。6一次電池 普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2 和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Zn - 2eZn2+正 極：2NH4+ + 2e+2MnO2 Mn2O3+ 2NH3 H2O總反應(yīng)：Zn + 2NH4+ +2MnO2 Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3 H2O 堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2 和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Zn - 2e + 2OH- Zn(OH)2正 極：2MnO2 + 2e+ 2H2O 2MnOOH + 2OH-總反應(yīng)：Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnOOH + Zn(

5、OH)27二次電池 鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進(jìn)行蓄電池放電時(shí)為自發(fā)電池，充電時(shí)為電解池充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達(dá)千百次 。放電時(shí)電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Pb + SO42- -2e-PbSO4正 極：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-PbSO4 + 2H2O總反應(yīng)：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O充電時(shí)電極反應(yīng)式與放電時(shí)電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng)式：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O放電充電8燃料電池 一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。電池的電極本身不包含活性

6、物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)。9燃料電池燃料電池10燃料電池 氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。負(fù) 極：2H2 - 4e-4H+正 極：O2 + 4H+ + 4e-2H2O總反應(yīng)：2H2 + O22H2O11練習(xí)例1、氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是 根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是：A電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H值不斷增大B電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被還原D電池放電時(shí)，H2是負(fù)極 12HNiO(OH)2Ni(OH)2C12鎳氫（鎳氫（MH-Ni) 電池電池電池反應(yīng)電池反應(yīng)：