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關(guān)于高中化學(xué)化學(xué)電源新人教版選修第1頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第2頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六化學(xué)電源的分類:一次電池、二次電池和燃料電池等。一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度就不能再用了,如普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池;二次電池又稱充電電池或蓄電池,放電后再充電可以使活性物質(zhì)再生,這類電池可多次重復(fù)使用。第3頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六面對(duì)許多原電池,我們?cè)鯓优袛嗥鋬?yōu)劣或適合某種需要?看單位質(zhì)量或單位體積所輸出電能的多少,或輸出功率大小以及電池儲(chǔ)存時(shí)間長(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)存時(shí)間長(zhǎng)的電池,更適合電池使用者。第4頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六一、一次電池普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅電池、鋰電池等1、堿性鋅錳干電池:負(fù)極(鋅筒):Zn+2OH-—2e—=Zn(OH)2;正極(石墨):正極:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-電池的總反應(yīng)式為:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2堿性電池
第5頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六
隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求,對(duì)電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。
體積小、性能好的堿性鋅-錳電池應(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性,負(fù)極也由鋅片改為鋅粉,反應(yīng)面積成倍增長(zhǎng),使放電電流大幅度提高。第6頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六銀鋅電池正極殼填充Ag2O和石墨,負(fù)極蓋填充鋅汞合金,電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為:2Ag+Zn(OH)2
Zn+Ag2O+H2O
寫出電極反應(yīng)式。充電放電1970-1975,開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。1975-1983,為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動(dòng)車用的鎳鋅電池。1998-1992,為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。第7頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鋰電池
鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負(fù)極,跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較,使用壽命大大延長(zhǎng)。第8頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六二、二次電池
1、鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2,負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛,兩極浸在H2SO4溶液中。寫出電極反應(yīng)式。第9頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鉛蓄電池第10頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鉛蓄電池第11頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鉛蓄電池總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O第12頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六鉛蓄電池總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O其他蓄電池:鎳-鎘蓄電池、銀-鋅蓄電池等優(yōu)點(diǎn):可反復(fù)使用
缺點(diǎn):污染大第13頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六三、燃料電池按電解質(zhì)劃分,燃料電池大致上可分為五類:堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。第14頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六氫氧燃料電池第15頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六氫氧燃料電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH航天技術(shù)上使用的一種電池,它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。用Pt做電極,KOH溶液做電解液,因其反應(yīng)與氫氧燃燒相似,故稱為氫氧燃燒電池。請(qǐng)寫出各電極的電極反應(yīng)。若將氫氣換成甲烷,寫出各電極的電極反應(yīng)第16頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六新型燃料電池
燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi),而是在工作時(shí),不斷從外界輸入,同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池第17頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六燃料電池
把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”氫氧燃料電池負(fù)極:2H2+4OH——2e—=4H2O正極:O2+2H2O+2e—=4OH—電池的總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O
常見的燃料電池還有甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等優(yōu)點(diǎn):效率高、無污染,裝置可持續(xù)使用第18頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六減少污染節(jié)約資源第19頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六
熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:陽極反應(yīng)式:2CO+2CO32-→4CO2+4e-
陰極反應(yīng)式:________________________
總電池反應(yīng)式:______________________練習(xí)與鞏固2CO+O2→2CO2O2+2CO2+4e-→2CO32-
第20頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是
A.利用電池外殼的金屬材料
B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染
C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D.回收其中石墨電極練習(xí)與鞏固答案為B第21頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六家庭小實(shí)驗(yàn)(教材107頁)在一瓣橘子上相隔0.5cm分別插一小段銅片和鋁片,把銅片和鋁片的另一端通過導(dǎo)線接觸耳機(jī)的兩極,試試能否聽到“嘎嘎”聲。能夠從耳機(jī)中聽到“嘎嘎”聲,說明了什么?用其他金屬、水果、液體再試一試。第22頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六研究性課題(教材106頁)調(diào)查常用電池的種類、使用范圍、性能和價(jià)格,以及電池中的氧化劑和還原劑。調(diào)查廢舊電池是如何處理的,以及回收廢舊電池的意義和價(jià)值。第23頁,共25頁,2022年,5月20日,17點(diǎn)21分,星期六小結(jié)
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