化學(xué)化學(xué)電源新人教選修PPT課件

1、第1頁/共17頁第2頁/共17頁第3頁/共17頁第4頁/共17頁第5頁/共17頁第6頁/共17頁發(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。 第7頁/共17頁發(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

2、助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來，剎時，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，簡稱伏，符號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。 第8頁/共17頁化學(xué)電池的分類一次電池（干電池）：活性物質(zhì)消耗到一

3、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。第9頁/共17頁衡量電池優(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(Ah)/kg ,(Ah)/L比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，符號W/kg ,W/L儲存時間：電池的儲存時間的長短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，更適合使用者的需要。第10頁/共17頁一次電池 普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2 和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Zn - 2e

4、Zn2+正 極：2NH4+ + 2e+2MnO2 Mn2O3+ 2NH3 H2O總反應(yīng)：Zn + 2NH4+ +2MnO2 Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3 H2O 堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2 和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Zn - 2e + 2OH- Zn(OH)2正 極：2MnO2 + 2e+ 2H2O 2MnOOH + 2OH-總反應(yīng)：Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnOOH + Zn(OH)2第11頁/共17頁二次電池 鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進(jìn)行蓄電池放電時為自發(fā)電池，充電時為電解池充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達(dá)千百次

5、。放電時電極反應(yīng)式：負(fù) 極：Pb + SO42- -2e-PbSO4正 極：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-PbSO4 + 2H2O總反應(yīng)：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O充電時電極反應(yīng)式與放電時電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O充電放電第12頁/共17頁燃料電池 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。電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)

6、不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)。第13頁/共17頁燃料電池 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 + O22H2O第14頁/共17頁練習(xí)例1、實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極： ；正極：今若制得Cl2 0.050mol，這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是：A0.025 molB0.050 mol C0.10molD0.20molPbSOPbSO2e424PbO4HSO2ePbSO2H O24242鉛蓄電池的總反應(yīng)式為：Pb + PbO

7、2 + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O。電解NaCl飽和溶液時，電路上有2 mol電子通過時消耗2 mol的H2SO4，此時在陽極應(yīng)產(chǎn)生1 mol Cl2。若要制得0.050mol Cl2，需消耗H2SO4為0.10 mol。 第15頁/共17頁練習(xí)例2、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是 根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是：A電池放電時，電池負(fù)極周圍溶液的pH值不斷增大B電池放電時，鎳元素被氧化C電池充電時，氫元素被還原D電池放電時，H2是負(fù)極 12HNiO(OH)2Ni(OH)2 放電時該裝置作為原電池，氫元素由0價升高為+1價，H2是負(fù)極，H原子失電子變成H+離