人教課標(biāo)實驗版化學(xué)反應(yīng)原理(選修4)電化學(xué)基礎(chǔ) 化學(xué)電源

第二節(jié)化學(xué)電源閱讀課文P73頁并回答系列問題：1、化學(xué)電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點？2、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？3、目前化學(xué)電池主要分哪幾大類？能量轉(zhuǎn)換效率高、供能穩(wěn)定可靠、使用方便、易于維護、并可在各種環(huán)境下工作單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量的大??；輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲時間的長短化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鋰離子電池鋅銀蓄電池普通干電池鋅銀紐扣電池一、一次電池鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池……1、正負(fù)極材料堿性鋅錳電池正極：MnO2負(fù)極：Zn2、工作機制負(fù)極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-氫氧化氧錳堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)電解質(zhì)：KOH總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)23、優(yōu)缺點簡析缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴優(yōu)點：

比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電其它一次電池鋅銀電池、鋰電池……鋅銀電池（紐扣電池）正極：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－負(fù)極：Zn+2OH－

—2e-=ZnO+H2O總反應(yīng)：

Zn+Ag2O=ZnO+2Ag二、二次電池鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池……鉛蓄電池1、正負(fù)極材料正極：PbO2負(fù)極：Pb2、工作機制電解質(zhì)：H2SO4溶液鉛蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個過程放電過程總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)負(fù)極：①放電過程鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)①充電過程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)

還原反應(yīng)陰極：陽極：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+H+(aq)+SO42-(aq)

氧化反應(yīng)接電源負(fù)極接電源正極充電過程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過程：放電充電3、優(yōu)缺點簡析缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……（2004年江蘇高考）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應(yīng)式為：Zn

s

＋2MnO2

s

＋H2O

l

＝Zn

OH

2

s

＋Mn2O3

s

下列說法錯誤的是A

電池工作時，鋅失去電子B

電池正極電極反應(yīng)式為：

2MnO2

s

＋H2O

l

＋2e

＝Mn2O3

s

＋2OH

aq

C

電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D

外電路中每通過0

2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6

5g答案：C三、燃料電池氫氧燃料電池，烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……酸性氫氧燃料電池1、正負(fù)極材料正極室：通氧氣負(fù)極室：通氫氣電解質(zhì)：H2SO4溶液（氧化劑）（燃料）使用鉑電極2、工作機制2H2-4e-=2H+負(fù)極：正極：O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O3、優(yōu)缺點簡析缺點：體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對環(huán)境友好其它燃料電池書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在）；2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；4．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH－；練習(xí)：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+

，則其正極反應(yīng)式為______________

_。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為

________。O2+4e-+4H+=2H2O

2H2-4e-+4OH-=4H2O

練習(xí)、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式：

，此時電池內(nèi)總的反應(yīng)式：

。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2