第1章第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第2課時(shí)

第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池

第2課時(shí)化學(xué)電源山東省諸城市龍城中學(xué)普通干電池手機(jī)電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池?cái)z像機(jī)專用電池“神六”用太陽能電池各種各樣的電池我們所學(xué)的原電池的缺點(diǎn)：實(shí)用電池的特點(diǎn)：反應(yīng)一段時(shí)間后，銅極上聚集了許多氫氣泡，把銅極與硫酸隔開就不再產(chǎn)生電流，且攜帶不方便。能產(chǎn)生穩(wěn)定且具有較高電壓的電流；安全且攜帶方便；能適用特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響小。（3）燃料電池又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì)，以氧氣作為正極反應(yīng)物質(zhì)組成燃料電池?；瘜W(xué)電源分類（2）可充電電池也稱二次電池，在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)恢復(fù)工作能力。鉛蓄電池和可充電電池都是二次電池。（1）一次電池電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用，如干電池?！締栴}1】一次電池——鋅錳干電池（1）酸性鋅錳干電池中可能發(fā)生的電池反應(yīng)為：Zn+2NH4+=2NH3↑+H2↑+Zn2+根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)請(qǐng)判斷該電池的正負(fù)極，兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)分別是什么？（2）堿性鋅錳干電池：判斷兩極，寫出電極反應(yīng)。Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2負(fù)極：正極：Zn＋2OH－-2e－=ZnO+H2OMnO2

+2H2O

+2e-=Mn(OH)2+2OH－

【問題2】該電池在放電和充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，（1）根據(jù)放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，判斷放電時(shí)兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。（2）寫出兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)。二次電池--------鉛蓄電池2、二次電池--------鉛蓄電池負(fù)極（Pb）:Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：PbO2+SO42-+4H+

+2e-

=PbSO4+2H2O電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O請(qǐng)寫出鉛蓄電池放電（原電池）時(shí)的電極反應(yīng)請(qǐng)寫出鉛蓄電池充電(電解池)時(shí)的電極反應(yīng)。陽極(PbO2):PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-陰極(Pb):PbSO4+2e-=Pb+SO42-電解反應(yīng):2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充電放電鉛蓄電池反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(1)放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)：____________________,一段時(shí)間后溶液的c(H+)將變______。(2)充電時(shí)，陰極反應(yīng)_____________________,一段時(shí)間后溶液的c(H+)將變______。(3)若放電時(shí)轉(zhuǎn)移0.4mol電子，消耗硫酸

mol。放電充電Pb+SO42--2e-=PbSO4PbSO4+2e-=Pb+SO42-0.4mol變小變大【問題2】燃料電池--------氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2+4OH-

－4e－=4H2O（1）堿性氫氧燃料電池還原反應(yīng)PH增大氧化反應(yīng)PH減小負(fù)極：2H2O＋O2＋4e－=4OH-正極：電解質(zhì)溶液PH變小2H2＋O2=2H2O【問題2】燃料電池--------氫氧燃料電池負(fù)極：正極：優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高、可持續(xù)使用、無污染。（2）酸性氫氧燃料電池2H2–4e-=4H+氧化反應(yīng)PH減小O2

+4H++4e-=2H2O還原反應(yīng)PH增大總反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O電解質(zhì)溶液PH變大探討:1.用兩根Pt絲做電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入CH4和O2,可形成燃料電池，該電池反應(yīng)：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O正極反應(yīng):_____________________負(fù)極反應(yīng)：____________________2.一種甲醇燃料電池是用Pt作電極，在稀硫酸中直接加入CH3OH后，同時(shí)向另一極通入空氣。（1）該電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：___________;正極：_____________,負(fù)極：___________；（2）電解質(zhì)中的H+向_________極移動(dòng);燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，主要兩點(diǎn)：_____、______。（3）若將稀硫酸改為KOH溶液，則電池總反應(yīng)：__________________________,正極：___________,負(fù)極：_______________。2.我國首創(chuàng)的以鋁-空氣-海水電池為能源的新型的海水標(biāo)志燈已研制成功。這種電池以取之不盡的海水作電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流，只要把燈放在海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的光，其能量比干電池高20-60倍，試推測(cè)這種電池的基本結(jié)構(gòu)。_______是負(fù)極，______是正極。電極反應(yīng)：負(fù)極

________________________正極_________________________Al石墨4Al-12e-=4Al3+6H2O+3O2+12e-=12OH-3.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為負(fù)極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣體為正極助燃?xì)?制得在6500C下工作的燃料電池。負(fù)極:2CO+2CO32--4e-=4CO2正極_______________________總反應(yīng)式_______________________O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO24.有人設(shè)計(jì)Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的電源。它依靠體內(nèi)體液中含有一定量的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作。請(qǐng)寫出兩極反應(yīng)。5.實(shí)驗(yàn)室用足量的純鋅和一定量的稀硫酸反應(yīng)制氫氣，反應(yīng)十分緩慢，在酸中加少許________，反應(yīng)就可迅速進(jìn)行。電工操作中規(guī)定，不能將銅絲與鋁絲擰在一起接入線路中，因?yàn)開___________________。心臟起搏器負(fù)極：正極：2Zn-4e-=2Zn2+O2+4e-+4H+=2H2O總反應(yīng)：2Zn+O2+4H+=2Zn2++

2H2OCuSO4溶液會(huì)形成原電池，加速Al的腐蝕5.鎳-鎘（Ni-Cd)電池發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+NiO(OH)2+H2O===Cd(OH)2+Ni(OH)2,下列判斷正確的是（）A.NiO(OH)2是電池的負(fù)極B.放電時(shí)Cd是電池的負(fù)極C.充電時(shí)Ni(OH)2發(fā)生氧化反應(yīng)D.正極反應(yīng)為Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO(OH)2+

H2O放電充電

B.C6.常用的紐扣電池是銀鋅電池，其電極分別為Zn和Ag2O,電解質(zhì)溶液為KOH,電極反應(yīng)分別為：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,根據(jù)上述條件，下列判斷正確的是（）A.Zn是正極，Ag2O為負(fù)極B.Zn是負(fù)極，Ag2O為正極C.總反應(yīng)為：Ag2O+Zn=2Ag+ZnOD.工作時(shí)，原電池負(fù)極區(qū)溶液的pH值增大

B.C廢舊電池要進(jìn)行回收，回收的主要目的是：1.廢電池滲出的重金屬離子，主要是Hg2＋離子，會(huì)造成地下水源和土壤的污染。2.廢舊電池中的有色金屬是寶貴的自然資源。污染中的“五毒”HgCd鎘Pb鉛Cr鉻As砷燃料電池減少污染節(jié)約資源8、氫氧燃料電池總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O,若電解質(zhì)溶液為KOH，其正極反應(yīng)為__________________________