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文檔簡介
化學(xué)電源是哪一類呢?哪種更好?一、電源分類與判斷1、電源優(yōu)劣判斷2、電池分類1、普通鋅錳電池(一)干電池--一次電池Zn-2e-=Zn2+
2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O總:2MnO2+2NH4Cl+Zn=ZnCl2+2NH3↑+H2↑二、化學(xué)電池負(fù):正:優(yōu)點(diǎn):制作簡單、價格便宜缺點(diǎn):使用壽命短、易泄露2、堿性錳電池(KOH)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-總:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2正負(fù)優(yōu)點(diǎn):能量儲存時間有所提高,不易泄露干電池構(gòu)造如下圖所示,電池總反應(yīng)為Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+H2↑,下列說法正確的是(
)A.碳為電池的正極B.Zn電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.常見的鋅錳干電池為二次電池D.負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑A堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以KOH溶液為電解液,電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH),下列說法不正確的是(
)A.電池工作時,鋅為負(fù)極B.電池的正極反應(yīng)為2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-C.電池工作時,電解液中的OH-移向正極D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5gC3、迷你型電池——紐扣電池Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2AgZn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-正極——Ag2O負(fù)極——Zn電解質(zhì)——KOH總:優(yōu)點(diǎn):電壓高、穩(wěn)定,低污染。用途:手表、相機(jī)等(1)負(fù)氧正還(2)要注意溶液的酸堿性,適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加
H+、OH—、H2O,以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。(3)要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。注意:判斷電解液酸堿性→標(biāo)出變價元素的化合價→根據(jù)化合價升降確定正負(fù)極↓←書寫負(fù)極正極=總-負(fù)極原電池電極反應(yīng)式的書寫步驟:(二)二次電池二次電池又叫充電電池(蓄電池),可逆、循環(huán)1、鉛蓄電池PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4↓+2H2O負(fù)極—Pb電解質(zhì)—H2SO4溶液正極—PbO2Pb-2e-+SO42-=PbSO4↓放電充電PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O放電充電陰極(接電源負(fù)極)陽極(接電源正極)PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-
PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+4H++SO42-
還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)2、銀鋅蓄電池放電充電Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2廣泛用作各種電子儀器負(fù)極:正極:正極—Ag2O和石墨,負(fù)極—鋅汞合金,電解質(zhì)KOH溶液放電充電Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-陰極陽極Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-2Ag-2e-+2OH-=Ag2O+H2O電解質(zhì):KOH溶液負(fù)極正極3、鎘鎳電池Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2
放電充電Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)22NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-放電充電陰極陽極Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiO(OH)+2H2O鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應(yīng)為:Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A.電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB.電池放電時,負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C.電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低D.電池充電時,陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2OC鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……4、其它二次電池Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。請回答下列問題:(1)電池的負(fù)極材料為
,發(fā)生的電極反應(yīng)為
(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為
(3)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行,原因是
LiLi-e-=Li+2SOCl2+4e-=4Cl—+S+SO2Li與水和氧氣反應(yīng)(三)燃料電池①原理:將燃料和氧化劑(如:O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。②反應(yīng)物不儲存在電池內(nèi)部,外加提供燃料和氧化劑。③兩極材料:惰性材料,只具導(dǎo)電性。④兩極判斷:負(fù)極:通入燃料氣的一極正極:通入O2或空氣的一極⑤導(dǎo)電介質(zhì):可以是電解質(zhì)溶液,也可以是新型的導(dǎo)離子介質(zhì)。⑥高效、環(huán)境友好。(-)Pt(H2)|H2SO4|Pt(O2)(+)(1)酸性氫氧燃料電池:1、氫氧燃料電池負(fù):2H2-4e-=4H+
正:O2+4e-+4H+=2H2O總:2H2+O2=2H2OH2SO4燃料電池電極反應(yīng)式的寫法:總→正→負(fù)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-。(2)堿性(中性)氫氧燃料電池2H2+4OH--4e=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-總:2H2+O2=2H2O(-)Ni(多孔)▏KOH(溶液)▏NiO2
(+)KOH正:負(fù):(12·四川)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀,負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是()A.檢測時,電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)是:O2+4e-+2H2O=4OH-C(3)甲烷燃料電池:H2SO4或KOH溶液CH4O2H2Oab①酸性介質(zhì):CH4+2O2=CO2+2H2O總:正:2O2+8e-+8H+=4H2OCH4-8e-+2H2O=8H++CO2負(fù):②堿性介質(zhì):總:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O正:負(fù):2O2+8e-+
4H2O
=8OH-
CH4+10OH-?8e-=CO32-+7H2O+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(4)熔融碳酸鹽介質(zhì):O2+H2+
CO=H2O+CO2
總:正:O2
+2CO2+4e-=2CO32-H2+CO+2CO32--4e-=H2O+3CO2負(fù):(15·江蘇)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是
(
)A.反應(yīng)CH4+H2O=H2+CO每消耗1molCH4
轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH--2e=2H2OC.電池工作時,CO32-向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2
+2CO2+4e-=2CO32-D(5)能傳導(dǎo)O2-的固體介質(zhì):2H2+O2=2H2O總:正:負(fù):O2
+4e-=2O2-2H2-4e-=4H+
小結(jié):燃料電池電極反應(yīng)的寫法O2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-O2+4e-=2O2-O2+2CO2+4e-=2CO32-(17·全國3)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是()A.電池工作時,正極可發(fā)生反應(yīng):
2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多D2、燃料電池結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用用途:宇宙飛船,應(yīng)用前景廣闊優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)化率高,可持續(xù)使用,對環(huán)境友好負(fù)極—燃料(H2COCH4C2H6
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