发展中的化学电源.ppt

《发展中的化学电源.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发展中的化学电源.ppt（24页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、发展中的化学电源发展中的化学电源1780年，伽伐尼年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。青蛙抽搐实验。原电池的起源原电池的起源理论解释理论解释 ：生物电观点生物电观点 伏打对生物电观点的质疑伏打对生物电观点的质疑 （Volta,A.1745-1827） 1800年建立伏打电堆模型。年建立伏打电堆模型。 伏打电池是伏打电池是实用电池的开端。实用电池的开端。1 1、干电池、干电池灶用干电池灶用干电池（1）锌锰干电池锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌- -锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等负极（锌筒）：正极（石墨）：总反应：Zn -2e Zn

2、2+2NH4 + + 2e 2NH3 + H2Zn + 2NH4 + Zn2+ +2NH3 + H2 优点：制作简单，价格便宜缺点：放电时间短，电压下降快（2）碱性干电池 碱性电池碱性电池是个人是个人音响音响、照相机照相机等地首选等地首选电源电源。电极电极: : ZnZn为负极为负极, ,碳棒为正极碳棒为正极电解液：电解液： KOHKOH负极：负极： 正极：正极：总反应：总反应：Zn + 2OH- - 2e- Zn(OH)22MnO2 + H2O + 2e- Mn2O3+2OH-Zn + 2MnO2 + H2O Zn(OH)2+ Mn2O3锌锰干电池与碱性干电池比较锌锰干电池 碱性干电池电解液

3、电解液酸性酸性NH4Cl碱性碱性KOH负极负极锌片锌片锌粉锌粉碱性干电池的优点碱性干电池的优点：能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电2.2.充电电池充电电池1 1、充电电池、充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。2、充电电池、充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。化学能化学能放电放电充电充电电能电能(1)(1)铅蓄电池铅蓄电池最早最早使用的充电电池。使用的充电电池。特点：特点：电压稳定，电压稳定， 使用方便，使用方便， 可再次充电使用。可再次充电使用。用途用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域

4、。，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。铅蓄电池铅蓄电池电极：电极：PbPb为负极为负极, PbO, PbO2 2为正极为正极. .电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 放电时：放电时：为原电池为原电池负极：负极：正极正极: :总电池反应总电池反应: :PbSO42-2e- PbSO4PbO24HSO422e- PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O充电时：充电时：为电解池为电解池阴极阴极(Pb):PbSO4 2e- PbSO42-阳极阳极(PbO2)：总电解反应总电解反应:2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4PbO2Pb2

5、H2SO4 2PbSO42H2O放电放电充电充电2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4放电放电充电充电PbSO42H2O2e- PbO2 4HSO42- (2)(2)镍镉充电电池：镍镉充电电池：负极：负极：正极：正极：电解质：电解质：CdNiO(OH)KOH总反应式：总反应式：NiO(OH) + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2镉有致癌作用，有被镉有致癌作用，有被镍氢电池镍氢电池取代的趋势。取代的趋势。放电放电充电充电(3)(3)锂离子电池锂离子电池（绿色电池）（绿色电池）负极：正极：总反应：2Li-2e- 2Li+I2+2e- 2I-2Li+I2 2LiI特点

6、：特点：用途：用途：高能电池，质量轻，贮存时间长等。高能电池，质量轻，贮存时间长等。现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手表、机、手表、心脏起搏器心脏起搏器等低功耗电器的等低功耗电器的主流。主流。3 3、燃料电池、燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。可供选择的燃料很多，如可供选择的燃料很多，如: :氢气、烃类、肼、甲氢气、烃类、肼、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料

7、醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。（1 1）氢氧）氢氧燃料电池燃料电池电极电极: :Pt制作的惰性电极制作的惰性电极氢氧燃料电池在不同电解质时的电极反应氢氧燃料电池在不同电解质时的电极反应介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- 4H+ O2 + 4H+ + 4e- 2H2O2H2 - 4e- 4H+O2 + 2H2O + 4e- 4OH-2H2 +4OH- 4e- 4H2O O2 + 2H2O + 4e- 4OH-一定要会判断：酸性有一定要会判断：酸性有H+ (肯定没肯定没OH- ）；）；

8、碱性有碱性有OH- (肯定没肯定没 H+ ）（2 2）CHCH4 4燃料电池燃料电池该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入KOHKOH溶液中作电极，又溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。在两极上分别通甲烷和氧气。总反应：总反应：CH4 + 2O2 + 2KOH K2CO3 + 3H2O负极：负极：正极：正极：CH4 + 10OH- - 8e- CO32- + 7H2O2O2 + 4H2O + 8e- 8OH-4 4、海水电池、海水电池19911991年我国首创的以铝年我国首创的以铝空气空气海水组成的海水组成的新型电池，可用于航标灯中。新型电池，可用于航标灯中。 负极：负极：正极：正极：

9、总反应：总反应：（Al）4Al - 12e- 4Al3+（石墨）石墨）3O2+6H2O+12e- 12OH-4Al+3O2+6H2O 4Al(OH)3原电池电极反应式的书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（1）负氧正还负氧正还 要将总电池反应拆开，找出氧要将总电池反应拆开，找出氧化反应物质对（还原剂化反应物质对（还原剂氧化产物）和还原反应氧化产物）和还原反应物质对（氧化剂物质对（氧化剂还原产物）分别作为负极和正还原产物）分别作为负极和正极反应方程式。极反应方程式。（2）注意溶液的酸碱性注意溶液的酸碱性 适当的在电极方程式适当的在电极方程式两边添加两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷

10、守恒和质，以遵循电荷守恒和质量守恒。量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。生反应。化学电池的分类化学电池的分类化学电池化学电池 干电池（一次电池）（一次电池）充电电池（二次电池）（二次电池）燃料电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池（铅蓄电池（Pb-PbOPb-PbO2 2-H-H2 2SOSO4 4）镍镉蓄电池镍镉蓄电池锂离子电池锂离子电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池甲烷燃料电池甲烷燃料电池练习练习 1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为：其充电和

11、放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O ，则此电，则此电 池放电时，负极上发生反应的物质是（池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） （A）Ag （B）Zn (OH)2 （C）Ag2O （D）ZnD2.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为原电池时，锌为负极，则该金属可能为( ) A铝铝 B铜铜 C锡锡 D硅硅3.已知空气已知空气-锌电池的电极反应为：锌电池的电极反应为： 锌片：锌片：Zn+20H-2e- =ZnO+H20 石墨：石墨：02+2H20+4e- =40H- 根据此判断，锌片是

12、根据此判断，锌片是( ) A负极，并被氧化负极，并被氧化 B负极，并被还原负极，并被还原 C正极，并被氧化正极，并被氧化 D正极，并被还原正极，并被还原CA4. X，Y，Z都是金属，把都是金属，把X浸浸 Z的硝酸溶液中，的硝酸溶液中，X的表的表面有面有Z析出，析出，X与与Y组成原电池时，组成原电池时，Y为负极。为负极。X，Y，Z三种金属的活动性顺序为三种金属的活动性顺序为( ) AXYZ BXZY CYXZ DYZX5.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是电子通过时，理论上的两极变化是( ) 锌片溶解了锌片溶解了32.5 g锌片增重锌片增重32.5 g铜片上析出铜片上析出l g H2 铜片上析出铜片上析出1 mol H2 A和和 B和和 C和和 D和和CA