1.2.2化學(xué)電源課前導(dǎo)入2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了三位科學(xué)家以表彰他們?cè)阡囯x子電池發(fā)展上做出的貢獻(xiàn)，瑞典皇家科學(xué)院稱“他們創(chuàng)造出了一個(gè)可充電的世界”。復(fù)習(xí)回顧請(qǐng)將下列電池進(jìn)行歸類堿性鋅錳干電池銀鋅紐扣電池鉛蓄電池鋰離子電池氫燃料電池一次電池二次電池燃料電池化學(xué)電源只能放電不能充電(可充電電池)如：氫氧燃料電池能量利用率高，無污染1.鋅錳干電池一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫作干電池知識(shí)點(diǎn)一·一次電池結(jié)構(gòu)：鋅筒為

極，石墨棒為

極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作

。負(fù)正電解質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，放電后電壓下降快2.堿性鋅錳干電池結(jié)構(gòu)：工作原理：負(fù)極：Zn－2e－

+2OH

－

=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O

+2e

－

=2MnOOH+2OH

－優(yōu)點(diǎn)：相比普通鋅錳干電池，電流穩(wěn)定，放點(diǎn)容量、放點(diǎn)時(shí)間增大，不會(huì)漏液總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnOOHZn-Ag2OKOH溶液負(fù)極：Zn－2e－+2OH－==Zn(OH)2（ZnO+H2O）正極：Ag2O+H2O+2e－==2Ag+2OH－2.銀鋅紐扣電池電池總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O==2Ag+Zn(OH)2或Zn+Ag2O+==2Ag+ZnO銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，Zn作

極，Ag2O作

極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。結(jié)構(gòu)：正負(fù)注意：在寫電極產(chǎn)物時(shí)，要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。思考探究一次電池在使用過程中有何局限性？構(gòu)成：正極板覆蓋

,負(fù)極板上覆蓋

，電解質(zhì)是

。1.鉛蓄電池二次電池又稱充電電池或蓄電池，該類電池即可放電也可以充電知識(shí)點(diǎn)二·二次電池結(jié)構(gòu)：PbO2Pb硫酸工作原理：1.鉛蓄電池負(fù)極:Pb-2e-+SO42

-

=PbSO4正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O放電：充電反應(yīng)就是上述反應(yīng)的逆反應(yīng)充電：PbSO4

=Pb+SO42-PbSO4+2H2O=PbO2+4H++SO42-陰極:與外接電源負(fù)極相連陽(yáng)極:與外接電源正極相連+2e--2e-

注意：1.鉛蓄電池放電時(shí)，pH增大2.鉛蓄電池放電時(shí)，正負(fù)極質(zhì)量均增加二次電源的充電與放電放電充電①電子由負(fù)極向正極移動(dòng)，即為放電；電子由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)即為充電②充電時(shí)，陽(yáng)極與外接直流電源的正極相連，陰極與外界直流電源的負(fù)極相連隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我們更青睞小型化、高比能量、工作壽命長(zhǎng)、不需要特殊維護(hù)的二次電池。目前已開發(fā)出鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰電池、鋰離子電池。

2019年三位鋰離子電池科學(xué)家獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)P19課本三．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。氫氣、烴類、肼（N2H4）、甲醇、氨、煤氣等液態(tài)或氣態(tài)的燃料。1.燃料電池的規(guī)律：①燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。2.元素的轉(zhuǎn)化CHOCO2、CO32-(堿性)H+、H2OOH-、H2O、CO32-（熔融碳酸鹽）

、O2-（熔融氧化物）電極材料：使用鉑電極Pt或多孔性碳負(fù)極：通氫氣（燃料）H2-2e－

=2H+O2+4H++4e－=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O3、氫氧燃料電池正極：通氧氣（氧化劑）正極:O2負(fù)極：燃料H2酸性電解質(zhì)溶液：H2SO4H+思考：電池工作一段時(shí)間后，上述溶液的pH如何變化？反應(yīng)生成水，硫酸溶液酸性減弱，pH變大。酸性氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)）

負(fù)極：氫氣正極：氧氣電解質(zhì)溶液：氫氧化鉀溶液電池總反應(yīng)：2H2+O2=

2H2O2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H＋四、燃料電池電解質(zhì)溶液:KOH溶液正極:2O2+4H2O+8e-===8OH-負(fù)極:CH4-8e-+10OH-===CO32-

+7H2O總反應(yīng):CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O

氫氣是燃料電池最簡(jiǎn)單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、甲醇、汽油等。名稱電解質(zhì)電極反應(yīng)和總反應(yīng)甲烷燃料電池KOH總反應(yīng)：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O正極：負(fù)極：H2SO4總反應(yīng)：CH4＋2O2===CO2＋2H2O正極：負(fù)極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O2O2＋8H＋＋8e－===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋四、燃料電池4、甲烷燃料電池電解質(zhì)溶液:KOH溶液正極:O2+2H2O+4e-===4OH-負(fù)極:N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O總反應(yīng):N2H4+O2===N2+2H2O5.堿性肼燃料電池氫氣、烴類、肼（N2H4）、甲醇、氨、煤氣等液態(tài)或氣態(tài)的燃料。電解質(zhì)溶液為堿性（如KOH），正極反應(yīng)式都一樣。正極:2O2+4H2O+8e-===8OH-練：課本P283該電池中導(dǎo)電離子是碳酸鹽中的CO32-?？偡磻?yīng)：CH4＋2O2===CO2＋2H2O6.CH4-熔融碳酸鹽燃料電池（1）寫出燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式（即總反應(yīng)式）；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡(jiǎn)單)；（4）負(fù)極的電極反應(yīng)式=燃料電池總反應(yīng)式

-

正極的電極反應(yīng)式。燃料電池的電極反應(yīng)式的書寫步驟減少污染、節(jié)約資源

電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、汞、錳等。據(jù)專家測(cè)試，一節(jié)紐扣電池能污染60萬升水；一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價(jià)值。若將廢舊電池混入生活垃圾一起填埋，滲出的重金屬物質(zhì)就會(huì)滲透土壤、污染地下水，進(jìn)而進(jìn)入魚類、農(nóng)作物等，破壞人類的生存環(huán)境，間接威脅到人類的健康，有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池，要及時(shí)回收。1、鎳-鎘電池是一種可充電的“干電池”，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10～15年。其總反應(yīng)為Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2下列說法不正確的是(

)A．放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生了氧化反應(yīng)，反應(yīng)為Cd＋2OH－－2e－=Cd(OH)2B．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2OC．電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)pH增大，正極區(qū)pH減小D．該電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C課堂檢測(cè)放電充電課堂檢測(cè)2．（2021·福建·泉州現(xiàn)代中學(xué)高二月考）如圖所示的氫氧燃料電池，下列有關(guān)該電池的說法錯(cuò)誤的()A．b電極是正極B．電子由b電極經(jīng)過燈泡流向a電極C．電池總反應(yīng)式為2H2+O