第四章第二節(jié) 化學(xué)電源

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，說動(dòng)物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來。看了這篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個(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源。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，剎時(shí)，他感到滿嘴的酸味兒。接著，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，就能大有作用。伏特經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)明了被后人稱做“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的布片，一層一層堆起來的蓄電池。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。

化學(xué)電池的分類一次電池（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。一、一次電池1、堿性鋅錳電池放電之后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)不可逆)一次電池堿性鋅錳干電池總反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋Zn＝Zn(OH)2＋2MnOOH負(fù)極是Zn、正極是MnO2

、電解質(zhì)是KOH正極：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)22、銀鋅紐扣電池總反應(yīng)：Ag2O＋Zn＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag負(fù)極是Zn、正極是Ag2O、電解質(zhì)是KOH正極：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2二、二次電池能量：化學(xué)能電能放電充電蓄電池放電過程工作原理正極：PbO2PbO2＋2e－＋SO42－＋4H

＋＝PbSO4＋2H2O負(fù)極：PbPb－2e－＋SO42－＝PbSO4總反應(yīng)：

Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O

（難溶于水）2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4放電充電放電過程為化學(xué)電池！鎳鎘電池：負(fù)極：Cd正極：NiO(OH)電解質(zhì)：KOH鎳鎘電池應(yīng)用：收錄機(jī)、無線對(duì)講機(jī)、電子閃光燈、電動(dòng)剃須刀等缺點(diǎn)：如不會(huì)回收會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境鋰鋰電池：可充電的綠色電池負(fù)極：應(yīng)用：常用在電話機(jī)、照相機(jī)、汽車、計(jì)算機(jī)等中，此外在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事上也有廣泛的應(yīng)用。三、燃料電池燃料O2

電解質(zhì)溶液電極材料：多孔鉑或碳棒

電解質(zhì)溶液：KOH等強(qiáng)堿、H2SO4等強(qiáng)酸、NaCl等鹽溶液1、燃料電池的構(gòu)成氫氧燃料電池：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+O2＝2H2O負(fù)極：正極：總反應(yīng)：2H2+4OH－－4e-＝4H2OO2＋2H2O＋4e-＝4OH－2H2＋O2＝2H2O負(fù)極是Pt、正極是Pt、電解質(zhì)是H2SO4負(fù)極是Pt、正極是Pt、電解質(zhì)是KOH

②再寫正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－酸性①先寫總反應(yīng)：燃料在氧氣中的燃燒2、燃料電池的電極反應(yīng)的書寫若有CO2生成，且電解質(zhì)為強(qiáng)堿時(shí)，考慮CO2+2OH—=CO32—+H2OO2＋4H+＋4e－＝2H2O堿性③最后寫負(fù)極反應(yīng)：總反應(yīng)減去正極反應(yīng)常見燃料：H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等電池的優(yōu)點(diǎn)①能量轉(zhuǎn)化率較高②供能穩(wěn)定可靠③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④使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)境下工作衡量電池優(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)(W·h)