選修1 化學(xué)與生活：電池探秘(魯科版)

1、普通鋅錳電池普通鋅錳電池堿性電池堿性電池 鎳鎳鎘鎘電電池池小型高性能燃料電池小型高性能燃料電池 鋰離子電池鋰離子電池 鎳氫電池鎳氫電池 課題課題1 電池探秘電池探秘、鋅片：鋅片： Zn ZnZn Zn2+ 2+ +2e+2e （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）銅片：銅片： 2H2H+ +2e+2e H H2 2（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+ +H2 +H2電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片請你利用學(xué)過的知識分析請你利用學(xué)過的知識分析: :1 1、導(dǎo)線連接后、導(dǎo)線連接后, ,銅片上產(chǎn)生什么氣體銅片上產(chǎn)生什么氣體? ?為什么會在銅片上

2、產(chǎn)生？為什么會在銅片上產(chǎn)生？2 2電流計指針偏轉(zhuǎn)說明了什么問題？電流計指針偏轉(zhuǎn)說明了什么問題？ 3 3寫出鋅片和銅片上變化的離子方程寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式、反應(yīng)類型及電子流向。式、反應(yīng)類型及電子流向。. .電流方向電流方向返回返回還原反應(yīng)還原反應(yīng)電子流入的一極電子流入的一極負(fù)極負(fù)極- -導(dǎo)線導(dǎo)線- -正極正極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)電子流出的一極電子流出的一極正極正極(+)(+)負(fù)極負(fù)極(-)(-)電子流動的電子流動的方向方向反應(yīng)類型反應(yīng)類型定義定義電極電極名稱名稱電極名稱及電極反應(yīng)：電極名稱及電極反應(yīng)：原電池的原理：原電池的原理：第第1小組：小組：n-Cu-稀硫酸稀硫酸n-Cu-酒精酒精n

3、-Cu-橘子橘子第第3小組：小組：Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸 Cu-C-稀硫酸稀硫酸第第2小組：小組：Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Zn-Zn-稀硫酸稀硫酸第第4小組：小組：n- Cu -蘋果蘋果 Zn、Cu分別插入兩個不同的蘋果分別插入兩個不同的蘋果注意注意: :1 1、勿將溶液濺到槽外，槽中溶液勿裝太多；、勿將溶液濺到槽外，槽中溶液勿裝太多；3 3、實驗完畢將電極用燒杯中的水洗凈，并用紙巾擦干。、實驗完畢將電極用燒杯中的水洗凈，并用紙巾擦干。實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：編編號號電極和溶液電極和溶液是否產(chǎn)生電流是否產(chǎn)生電流 原因原因123Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸 Zn-Cu-Zn-Cu-酒精酒精

4、 Zn-Cu-Zn-Cu-橘子橘子45Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Zn-Zn-Zn-Zn-稀硫酸稀硫酸67Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Cu-C-Cu-C-稀硫酸稀硫酸89Zn- Cu -Zn- Cu -蘋果蘋果ZnZn、CuCu分別插入兩個不分別插入兩個不同的蘋果中同的蘋果中沒有電解質(zhì)沒有電解質(zhì)兩電極相同兩電極相同沒有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)沒有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)沒有閉合回路沒有閉合回路形成原電池的條件有哪些？形成原電池的條件有哪些？1、有活潑性不同的兩種金屬或著一種金、有活潑性不同的兩種金屬或著一種金屬和非金屬導(dǎo)體（如石墨）作電極屬和非金屬導(dǎo)體（如石墨）作電極2、有合適的電解質(zhì)（酸

5、、堿、鹽）、有合適的電解質(zhì)（酸、堿、鹽）3、形成閉合回路、形成閉合回路 有一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)有一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 交流交流研討研討判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式式.()()()負(fù)極負(fù)極總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極Zn+2H+Zn2+H2Zn2e- Zn2+2H+2e- H2（Zn）（Ag）()()負(fù)極負(fù)極正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)：正極正極負(fù)極負(fù)極總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+2H+Zn2+H2Fe+Cu2+Fe2+Cu()Zn2e- Zn2+2H+

6、2e- H2Fe2e- Fe2+Cu2+2e- Cu （Zn）（Cu）（Fe）（Ag）干電池負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e- - = Zn2+（負(fù)極）（負(fù)極）（正極）（正極）正極：正極：2NH4 4+ 2e- = 2NH3+H2總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=Zn(NH3)4Cl2其他干電池：其他干電池： 堿性鋅堿性鋅- -錳干電池、錳干電池、銀銀- -鋅紐扣電池等鋅紐扣電池等優(yōu)點：優(yōu)點：攜帶方便攜帶方便缺點：缺點：電量小，污染大電量小，污染大鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅普通鋅- -錳干電池的結(jié)構(gòu)錳干電池

7、的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等二、認(rèn)識各種電池二、認(rèn)識各種電池蓄電池（1 1）鉛蓄電池）鉛蓄電池正極材料上正極材料上涂有棕褐色涂有棕褐色的的PbOPbO2 2，負(fù)極，負(fù)極材料是海綿材料是海綿狀的金屬鉛，狀的金屬鉛，兩極浸在兩極浸在H H2 2SOSO4 4溶液中。溶液中。寫出電極反寫出電極反應(yīng)式。應(yīng)式。鉛蓄電池鉛蓄電池鋰電池 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。 隨著用電器朝著隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)小型化、多功能化發(fā)展

8、的要求，對電池的展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。多功能化發(fā)展的要求。 體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運(yùn)體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解液由原來而生。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(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。流大幅度提高。新型燃料電池 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從

9、外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池氫氧燃料電池氫氧燃料電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬氫氧燃料電池模擬KOH航天技術(shù)上使用的一種電航天技術(shù)上使用的一種電池，它具有高能、輕便、池，它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點。用不污染環(huán)境等優(yōu)點。用PtPt做電極，做電極，KOHKOH溶液溶液做電解做電解液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒相似，故稱為氫氧燃燒電相似，故稱為氫氧燃燒電池。請寫出各電極的電極池。請寫出各電極的電極反應(yīng)。反應(yīng)。若將氫氣換成甲烷，若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)寫出各電極的電極反應(yīng)燃料電池 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”2 H2 + O2 = 2 H2O點燃點燃?xì)溲跞剂想姵貧溲跞剂想姵?常見的燃料電池還有甲烷燃料電池、鋁常見的燃料電池還有甲烷燃料電池、鋁- -空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等優(yōu)點：優(yōu)點：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用多孔性金屬電極，具有催化性能多孔性金屬電極，具有催化性