6.3.2化学电源ppt课件-（2020）新苏教版高中化学高一下学期必修第二册 (2).pptx

1、专题六 第2课时 化学电源形形色色的电池形形色色的电池 A A CuZn 稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液 CH4 O2 2 H2Oa极极 b极极用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池化学电池化学电池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池锂离子电池锂离子电池镍镉蓄电池镍镉蓄电池普通干电池普通干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池甲烷燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池甲醇燃料电池一、一次电池一、一次电池（干电池）：活性物质消耗到（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；一定程度，就不能使用；（2）

2、工作原理：）工作原理：总：总：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3 + Zn2+ + H2O1 1、普通锌锰干电池、普通锌锰干电池负极（负极（Zn）：）：正极（正极（C）：）：Zn -2e = Zn2+2NH4 +2e+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O（1）构造：）构造：Zn | NH4Cl、淀粉、淀粉|MnO2一、一次电池一、一次电池2NH4 +2e = 2NH3 + H22MnO2+H2 = Mn2O3+H2O2、碱性锌锰干电池、碱性锌锰干电池（2）工作原理：）工作原理：总：总：Zn + 2MnO2 +2H2O= 2MnO(OH)+ Zn(OH)2负

3、极（负极（Zn）：）：正极（正极（C）：）：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-（1）构造：）构造：Zn | KOH | MnO2。一、一次电池一、一次电池一、一次电池一、一次电池总总: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2负极（负极（Zn）：）： Zn + 2OH-2e- = Zn(OH)2 正极（正极（Ag2O）：）： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-一、一次电池一、一次电池3、银锌纽扣电池、银锌纽扣电池二、二次电池二、二次电池（充电电池或蓄电池）：放电（充电电池或蓄电池）：放电后可

4、以再充电使活性物质获得再生；后可以再充电使活性物质获得再生；1、铅蓄电池、铅蓄电池（1）构造：）构造：Pb | H2SO4 | PbO2 负极（负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4正极（正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O二、二次电池二、二次电池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO 2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电（2）工作原理：）工作原理：放电：放电：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 阴极阴极：与外接电源与外接电源负极负极相连相连阳极阳极：与外接电源与外接电源正极正极相连相

5、连PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42-二、二次电池二、二次电池充电：充电：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO 2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电二、二次电池二、二次电池2、镍镉电池、镍镉电池（1）构造：）构造：Cd | KOH | NiOOH （2）工作原理：）工作原理：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电放电充电充电放电：放电：负极（负极（Cd）：）：Cd-2e-+2OH- = Cd(OH)2正极（正极（C）：）：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-Cd(OH)2 +2e

6、-= Cd +2OH- 阴极阴极：与外接电源与外接电源负极负极相连相连阳极阳极：与外接电源与外接电源正极正极相连相连2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+2H2O二、二次电池二、二次电池充电：充电：Cd+2NiOOH+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电放电充电充电3.镍氢电池镍氢电池圆柱可充镍氢电池圆柱可充镍氢电池 方形可充镍氢电池方形可充镍氢电池 镍氢（镍氢（MH-Ni) 电池电池负极：负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O 正极：正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-电池反应：电池反应：1/2H2 + NiOO

7、H Ni(OH)2 放电放电充电充电燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。断排出电池。三、燃料电池三、燃料电池1、 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 总反应方程式总反应方程式 ：2H2O22H2O 两个电极均为惰性电极（石墨两个电极均为惰性电极（石墨/铂：吸附气体能力强）铂：吸附气体能力强）三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质：酸性电解质：碱性电解质碱性电解质负极负极: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正

8、极正极: O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应: 2H2+O2=2H2O负极：负极： 2H2-4e-=4H+正极：正极： O2+4H+4e-=2H2O总反应：总反应：2H2+O2=2H2O氢氧燃料电池电极反应氢氧燃料电池电极反应总反应：总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2 - - 4e- - = 4H+ O2 + 4e- - + 4H+ = 2H2O2H2 - - 4e- - = 4H+ O2 + 4e- - + 2H2O = 4OH- -2H2 + 4OH- - - - 4e- - = 4H2O O2 + 4e- - + 2H2O = 4OH- -2、燃料电池电极反应式的

9、书写、燃料电池电极反应式的书写电极：惰性电极。电极：惰性电极。燃料：燃料：H2；烃如：；烃如：CH4；醇如：；醇如：C2H5OH等等 电解质包含：电解质包含： 酸性电解质溶液如：酸性电解质溶液如：H2SO4溶液溶液碱性电解质溶液如：碱性电解质溶液如：NaOH溶液溶液熔融氧化物如：熔融氧化物如：Y2O3;熔融碳酸盐如：熔融碳酸盐如：K2CO3等。等。第一步：写出电池总反应式第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池（电解质溶液为甲烷燃料电池

10、（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为：溶液）的反应为：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O 式式+式得燃料电池总反应为：式得燃料电池总反应为：CH4 + 2O2+ 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O第二步：写出电池的正极反应式第二步：写出电池的正极反应式 一般在正极上发生还原反应的物质都是一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同解质溶液的不同，其电极反应有所不同 四种情况正极反应式：四种情况正极反应式： （1）酸性酸性电解质溶液环境电解质溶液环境 O2 + 4H+ + 4e-

11、= 2H2O（2）碱性或中性碱性或中性电解质溶液环境电解质溶液环境 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-（3）固体电解质固体电解质（高温下能传导（高温下能传导O2-）环境）环境 O2 + 4e- = 2O2-（4）熔融碳酸盐熔融碳酸盐（如：熔融（如：熔融K2CO3）环境）环境 O2+ 2CO2 + 4e 2CO32-第三步：根据电池总反应式和正极反应式写第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系 电池的总反应式电池的总反应式 = 电池正极反应式电池正极反应式 + 电池负极反应

12、式电池负极反应式电池的总反应式电池的总反应式 - 电池正极反应式电池正极反应式 = 电池负极反应式电池负极反应式 注意：在将两个反应式相减时，要约去正极注意：在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物的反应物O2 甲烷燃料电池为例甲烷燃料电池为例 酸性条件酸性条件电池总反应：电池总反应：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 电池正极反应：电池正极反应：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O -2，得燃料电池负极反应：，得燃料电池负极反应： CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+练习练习.以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。以甲烷燃料电池为例来分析不

13、同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质酸性介质(如如H2SO4)负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O答案答案(2)碱性介质碱性介质(如如KOH)负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。(3)固体电解质固体电解质(高温下能传导高温下能传导O2)负极：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O2O28e4H2O=8OH答案答案(4)熔融碳酸盐熔融碳酸盐(如熔融如熔融K2CO3)环境下环境下负极

14、：负极：_；正极：正极：_；总反应式：总反应式：_。CH42O2=CO22H2O答案答案（2） CH3OH|KOH|O2总反应：总反应：_ 负极：负极：_ 正极：正极：_（1） CH3OH|H2SO4|O2总反应：总反应：_ 负极：负极：_ 正极：正极：_（3）以）以Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，的熔融盐混合物作电解质，CO为负为负极燃气，空气与极燃气，空气与CO2的混合气为正极燃气，制得在的混合气为正极燃气，制得在65下工作下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：负极反应式：2CO-4e-+2CO32-=4CO2正极反应式：正极反应式：_总反应式：总反应式：_O2+4e- -+2CO2 = 2CO32- -2CO+O2 = 2CO2