高中化學化學電源新人教版選修

關于高中化學化學電源新人教版選修鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天化學電源的分類：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再生，這類電池可多次重復使用。第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天面對許多原電池，我們怎樣判斷其優(yōu)劣或適合某種需要？看單位質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存時間長短。除特殊情況外，質量輕、體積小而輸出電能多，功率大儲存時間長的電池，更適合電池使用者。第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天一、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－電池的總反應式為：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2堿性電池

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隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的發(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－錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天銀鋅電池正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質溶液KOH。反應式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O

寫出電極反應式。充電放電1970-1975,開發(fā)了先進的銀鋅、鎳鎘電池技術。1975-1983,為美國海軍生產潛水艇用銀鋅電池。1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。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，2024年2月25日，星期天鋰電池

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天二、二次電池

1、鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。寫出電極反應式。第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天鉛蓄電池第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天鉛蓄電池第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天鉛蓄電池總反應：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天鉛蓄電池總反應：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負極：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：可反復使用

缺點：污染大第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三、燃料電池按電解質劃分，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）和質子交換膜燃料電池（PEMFC）。第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天氫氧燃料電池第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天氫氧燃料電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH航天技術上使用的一種電池，它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點。用Pt做電極，KOH溶液做電解液，因其反應與氫氧燃燒相似，故稱為氫氧燃燒電池。請寫出各電極的電極反應。若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天新型燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池第17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天燃料電池

把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器”氫氧燃料電池負極：2H2+4OH——2e—=4H2O正極：O2+2H2O+2e—=4OH—電池的總反應為：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：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天減少污染節(jié)約資源第19頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

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，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：陽極反應式：2CO+2CO32-→4CO2+4e-

陰極反應式：________________________

總電池反應式：______________________練習與鞏固2CO+O2→2CO2O2+2CO2+4e-→2CO32-

第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

隨著人們生活質量的不斷提高，廢電池必須進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與鞏固答案為B第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天家庭小實驗（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線接觸耳機的兩極，試試能否聽到“嘎嘎”聲。能夠從耳機中聽到“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，2024年2月25日，星期天研究性課題（教材106頁）調查常用電池的種類、使用范圍、性能和價格，以及電池中的氧化劑和還原劑。調查廢舊電池是如何處理的，以及回收廢舊電池的意義和價值。第23頁,共25頁，2024年2月25日，星期天小結