1、化學(xué)反應(yīng)與電能（第4課時(shí)）發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池化學(xué)電池的分類一次電池（干電池）：電池消耗到一定程度，就不能使用；二次電池（充電電池或蓄電池）：放電后可以再充電重新使用；燃料電池：一種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。1.干電池(一次性電池)電極:Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊 另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極方程式：負(fù)極(Zn):Zn2e-Zn2正極(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O(1)鋅錳干電池特點(diǎn)：放電后不能充電,便于攜帶,價(jià)格低(2

2、)堿性鋅錳干電池 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(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性變?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。堿性電池是個(gè)人音響、照相機(jī)等地首選電源。堿性電池 電解液: 中性NH4Cl堿性KOH（離子導(dǎo)電性更好）負(fù)極：鋅片鋅粉（反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高）優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電堿性鋅-錳干電池（3）紐扣電池負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：Ag2O+ H2O +

3、2e- =2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag電極反應(yīng)：用途：電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個(gè)小型的助聽器等所需電流是微安或毫安級的。 2.二次電池也叫充電電池 充電電池又稱二次電池?？沙潆婋姵厥莾蓸O都參加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池、（紐扣電池）、鋰電池、愛迪生蓄電池等，它們的負(fù)極是較活潑的金屬，正極一般是金屬氧化物。放電時(shí)，負(fù)極被氧化。正極材料的氧化物被還原，充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)相反。電動(dòng)車、手機(jī)的電池都可以反復(fù)充電使用,都屬于二次電池。充電電池：氧化還原反應(yīng)在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行?；瘜W(xué)能放電充電電能用途：目前汽車上使用的電瓶大

4、多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國防、生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。（1）鉛蓄電池特點(diǎn)：鉛蓄電池的電壓穩(wěn)定，使用方便安全可靠，可再次充電使用。鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或透明塑料制成方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的 ，負(fù)極板是海綿狀的 ，兩極均浸入 溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式：鉛蓄電池PbO2金屬鉛硫酸Pb+SO42 2e =PbSO4PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2OPb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O當(dāng)硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)1.18g/cm3時(shí)應(yīng)停止使用，需充電，充電時(shí)起

5、電解池的作用，電極反應(yīng)為： 陽極： 陰極： 充電總反應(yīng)式：鉛蓄電池放電和充電總反應(yīng)式：PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42PbSO4 +2e = Pb+SO42 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電（2） 鎳鎘電池特點(diǎn)：體積小，便于攜帶?？芍貜?fù)使用500次以上。壽命比鉛蓄電池長。鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。H2+NiO(OH)2 Ni(OH)2+H2O 。放電充電鎳鎘電池電極反應(yīng)（KOH為電解液）用途：廣泛用于收錄機(jī)、無線對講機(jī)、電子閃光燈、 電動(dòng)剃須刀等。2NiO(OH) + 2H2O +

6、Cd 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2放電充電(3)鎳氫電池 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式：H2 +2OH 2e= 2H2O2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 鋰電池鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、可移動(dòng)電話、攝象機(jī)等低功耗電器的主流電源。鋰電池 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)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。（4）鋰電池 以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種，其中性能最好、最有發(fā)展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池，這種電池以片狀金屬及為負(fù)極，電解活性MnO2作

7、正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液 ：負(fù)極：Li e Li+正極：MnO2 e Li+ LiMnO2 總反應(yīng)： Li MnO2 LiMnO23.發(fā)展中的燃料電池它的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。(例如：H2和O2的燃料電池，CH4和O2的燃料電池)小型高性能燃料電池 新型燃料電池 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(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)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是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為鉑電極，活性炭電極，電解質(zhì)溶液一般為40%的K

8、OH溶液。 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式： 2H2 +4OH 4e=4H2OO2+2H2O+ 4e= 4OH 2H2 + O2 = 2H2O 若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： 2H24e=4H+ O2+ 4H+ + 4e= 2H2O2H2 + O2 = 2H2O甲烷氧氣燃料電池該電池用鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通甲烷和氧氣 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式：CH4+10OH8e=CO32+7H2O2O2+4H2O+8e= 8OHCH4+ 2O2+2KOH =K2CO3 +3H2OAl空氣海水電池 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式： 4Al 12e = 4Al3+3O2

9、+6H2O+12e= 12OH4Al + 3O2+6H2O= 4Al( OH)3（4）固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負(fù)極正極負(fù)極 正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 其他電池空氣電池1.幾種電池的特點(diǎn)2.化學(xué)電源滿足的一般規(guī)律(1)化學(xué)電源就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,但實(shí)際工作時(shí),化學(xué)能不可能完全轉(zhuǎn)變成電能,有一部分化學(xué)能會轉(zhuǎn)化成熱能等其他形式的能量。(2)電源的負(fù)極反應(yīng)是還原劑失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極是電子流出,電流流入的一極;電源的正極反應(yīng)是氧化劑得到

10、電子發(fā)生還原反應(yīng),正極是電子流入,電流流出的一極。(3)電子只通過導(dǎo)線,不通過溶液,溶液中是帶電離子定向移動(dòng)形成電流。 發(fā)展中的化學(xué)電源一次性電池干電池二次電池（充電電池）燃料電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池鎳鎘充電電池鋰電池氫氧燃料CH4燃料電池小結(jié)1.鋰離子電池是新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰離子電池，某種鋰離子電池的總反應(yīng)式為LiMnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()ALi是正極，電極反應(yīng)式為Lie=LiBLi是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Lie=LiCLi是負(fù)極，電極反應(yīng)式為MnO2e=MnO2DLi是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li2e=Li2B解析根據(jù)

11、總反應(yīng)式可判斷Li被氧化，為負(fù)極材料，其失電子成為Li，正極放電的為MnO2。2.日常所用干電池的電極分別為石墨棒(上面有銅帽)和鋅皮，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應(yīng)式可簡化為Zn2e=Zn2，2NH42e=2NH3H2(NH3與Zn2能反應(yīng)生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。根據(jù)上述判斷，下列結(jié)論正確的是()鋅為負(fù)極，石墨為正極干電池可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化和電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化工作時(shí)，電子由石墨極經(jīng)過外電路流向鋅極長時(shí)間連續(xù)使用時(shí)，內(nèi)裝糊狀物可能流出而腐蝕用電器A B C D D解析由負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，可判斷出正確；干電池只能實(shí)現(xiàn)

12、化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，錯(cuò)誤；在外電路中，電子從負(fù)極流向正極，錯(cuò)誤；長時(shí)間連續(xù)使用該電池，由于鋅皮慢慢溶解而破損，且MnO2不斷吸收H2而產(chǎn)生H2O，糊狀物也越來越稀，容易流出而腐蝕用電器，正確。 3.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。下列說法中不正確的是()A原電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是ZnB負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn2OH2e=Zn(OH)2C工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液堿性減弱，正極區(qū)溶液堿性增強(qiáng)D溶液中的OH向正極移動(dòng)，K、H向負(fù)極移動(dòng)解析根據(jù)總反應(yīng)Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2，分析各物質(zhì)化合價(jià)發(fā)生的變化可知，Zn在負(fù)極上反應(yīng)，Ag2O在正極上反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以負(fù)極反應(yīng)式為Zn2OH2e=Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為Ag2O2eH2O=2Ag2OH，這樣，在負(fù)極區(qū)因OH被消耗，堿性減弱，溶液的OH定向移動(dòng)到負(fù)極，正極區(qū)生成OH，堿性增強(qiáng)。 D4.下列說法中正確的是()燃料電池的反應(yīng)物可不儲存在電池的內(nèi)部鋅錳干電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池鋰電池是新一代可充電電池燃料電池作為汽車驅(qū)動(dòng)能源已研制成功A B C D B解析燃料電池與干電池或蓄電池的主