化學選修4第二節第四章電化學基礎化學電源人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)化學第二節第四章電化學基礎人教版選修四高中化學4.2-1、化學電池與其它能源相比有哪些優點？2、判斷電池的優劣標準主要是什么？3、目前化學電池主要分哪幾大類？能量轉換效率高，供能穩定可靠，可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便，易于維護，并可在各種環境下工作①單位質量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量；②輸出功率的大小即比功率③電池的存儲時間的長短。除特殊情況外，質量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質量好。第一環節、七嘴八舌談電池1、化學電池與其它能源相比有哪些優點？2、判斷電池的優劣標準化學電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池

電池中的反應物質進行一次氧化還原反應并放電之后，就不能再次利用。

又稱充電電池或蓄電池。放電后經充電可使電池中的活性物質獲得重生，恢復工作能力，可多次重復使用。

是一種連續地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電源，又稱連續電池。化學電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧

形形色色的電池筆記本電腦專用電池堿性電池

鉛蓄電池汽車燃料電池普通干電池紐扣電池形形色色的電池筆記本電腦專用電池堿性電池鉛蓄電

第二環節、探秘

—走進電池內部世界第二環節、探秘

鋅筒(負極)：Zn-2e-=Zn2+碳棒(正極)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O電池總反應為：

Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

普通電池鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結構NH4Cl、ZnCl2

和H2O等優點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，易氣漲或漏液一次電池

干電池用鋅制桶形外殼作負極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作電解質溶液，還填充MnO2的黑色粉末吸收正極放出的H2，防止產生極化現象。鋅筒(負極)：Zn-2e-=Zn2+普通電池鋅筒石電解質KOH負極：Zn粉Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

電池反應：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2堿性鋅-錳電池：一次電池缺點：多數只能一次使用，不能充電；價格較貴優點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續放電(電流穩定，放電容量、時間增大幾倍,不會氣漲或漏液。)思考:該電池的正負極材料和電解質．電解質KOH負極：Zn粉Zn+2OH--2e-=鋅銀鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－負極：Zn+2OH－-2e-=Zn(OH)2總反應：Zn+Ag2O+H2O

=Zn(OH)2+2Ag電極分別為Ag2O和Zn電解質溶液為KOH優點：比能量大、電壓穩定、儲存時間長，適宜小電流連續放電。一次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鋅銀鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+為什么廢舊紐扣電池應專門回收？鈕扣電池含有汞，當其廢棄在自然界里，外層金屬銹蝕后，汞就會慢慢從電池中溢出來，進入土壤或在下雨之后進入地下水，再通過農作物進入人體，損傷人的內臟。在微生物的作用下，無機汞可以轉變成甲基汞，聚積在魚類的身體里，人食用了這種魚后，甲基汞會進入人的大腦細胞，使人的神經系統受到嚴重破壞，重者會發瘋致死。日本水俁病就是甲基汞所致。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)為什么廢舊紐扣電池應專門回收？鈕扣電池含有汞，當其廢棄在自然海水電池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3[思考]指出該電池的正、負極材料、寫出正、負極反應式和總反應式。負極：正極：總反應：（Al）：4Al-12e-=4Al3+（石墨）3O2+6H2O+12e—=12OH—1991年我國首創的以鋁—空氣—海水組成的新型電池，可用于航標燈中。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)海水電池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3[思考]指在鋰電池家族中,有特高容量而且自放電率特別低的,主要使用在工業自動化儀表儀器中的鋰—亞硫酰氯電池;也有長壽又安全的用于心臟起搏器的鋰—碘電池;還有在環境溫度一二百度條件下應用于井下的鋰—氧化銅電池,及在照相機中使用的鋰……

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)在鋰電池家族中,有特高容量而且自放電率特別低的,主要使用在工永久性人造心臟在美問世鋰碘電池可作為真正的干電池的代表鋰碘電池可作為真正的干電池的代表。它的負極是金屬鋰，正極是I3-的鹽，固體電解質為能夠傳導鋰離子的LiI晶體，可將放電時負極產生的鋰離子傳導到正極與碘的還原產物I-結合。——可用于心臟起搏器。

人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)永久性人造心臟在美問世鋰碘電池可作為真正的干電池的代表鋰碘鋰電池——電解液為有機溶劑（無水）鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)，8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負極：

；正極：

。用途：質輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應用于軍事和航空領域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S一次電池負極:Li,正極可以是:CuO、FeS2

、MnO2

、C等;人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鋰電池——電解液為有機溶劑（無水）鋰亞硫酰氯電池(Li-SO二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT①放電過程——原電池負極：氧化反應Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：還原反應

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O放電過程總反應：

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O②充電過程——電解池陰極(接電源負極)：還原反應

PbSO4+2e-=Pb+SO42-陽極(接電源正極)：氧化反應

PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-充電過程總反應：

2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)①放電過程——原電池二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學

鉛蓄電池用途：優點：主要缺點：電動自行車、汽車、發電站等都要用到它可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉比能量低、笨重、廢棄電池污染環境二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鉛蓄電池用途：電動自行車、汽車、發電站等都要用到它可重復使銀鋅蓄電池

正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質溶液KOH。反應式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O

寫出電極反應式。充電放電負極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-二次電池

中國第1顆人造地球衛星東方紅-1用銀鋅電池作電源。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)銀鋅蓄電池正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金鎘鎳電池NiO(OH)+Cd+2H2O

Ni(OH)2+Cd(OH)2

放電充電負極材料：Cd；正極材料：涂有NiO（OH），電解質：KOH溶液。反應式如下：寫出電極反應式。

特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復使用。負極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2

正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鎘鎳電池NiO(OH)+Cd+2H2O用途：優點：主要缺點：二次電池鎳鎘充電電池：廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等.具有殘留性記憶，可重復使用500次以上，體積小鎘有致癌作用,如不回收，會產生嚴重污染;鎳鎘電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)用途：二次電池鎳鎘充電電池：廣泛用于收錄機、無線對講機、電子氫鎳電池是近年開發出來的可充電電池，它可以取代會產生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是

H2+2NiO(OH)

2Ni(OH)2。根據此反應式判斷，下列敘述中正確的是(

)A.電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，H2在負極上反應CD負極：H2+2OH--2e-=

2H2O正極：2NiO(OH)+2H2O+2e-=

2Ni(OH)2+2OH-人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)氫鎳電池是近年開發出來的可充電電池，它可以取代會產生鎘污染的燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池。可供選擇的燃料很多，如:氫氣、烴類、肼、甲醇、氨、煤氣等液態或氣態的燃料。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電燃料電池的基本設計是：電極是用鎳、銀、鈀、鉑等金屬粉末壓制成可以透過氣體的多孔又可導電的特殊材料制作的；（燃料電池的電極有雙重作用，其一是作為電的導體；其二是提供足夠的表面積使電極的活性物質分子分解為原子物種，然后發生電子轉移。——這實際為一種電催化過程，鉑、鎳、銠這些金屬是很好的電催化劑。）兩個電極之間充滿著含有可以移動離子的電解質；——氫氧化鉀水溶液、熔融鹽、傳遞質子的膜或者固體電解質等。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料電池的基本設計是：電極是用鎳、銀、鈀、鉑等金屬粉末壓制成電極:Pt或石墨制作的惰性電極氫氧燃料電池酸性電解質：負極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反應：2H2+O2==2H2O燃料電池堿性介質負極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應:2H2+O2==2H2OPH：增大PH：減小思考:放電過程中分別以酸或堿為電解質溶液時，電極附近溶液PH如何變化？原電池PH如何變化？人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)電極:Pt或石墨制作的惰性電極氫氧燃料電池酸性電解質：負缺點：體積較大、附屬設備較多優點：能量轉換率高、清潔、對環境友好？？ab人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)缺點：體積較大、附屬設備較多優點：能量轉換率高、清潔、對環境介質電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-氫氧燃料電池在不同電解質時的電極反應一定要會判斷：酸性有H+(肯定沒OH-

）；堿性有OH-(肯定沒

H+

）

中性時反應物中無H+或OH-

人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)介質電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O酸性負極正極中該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。CH4燃料電池CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-＝8OH-CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O負極：正極：總反應：人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料（例如，氫、肼、一氧化碳、甲烷、乙炔）和氧化劑分別從負極和正極的外側源源不斷地通過電極里的微孔進入電池體系，并分別在各自的電極上受到電極材料的催化而發生氧化和還原反應，同時產生電流。在燃料電池中，燃料與氧化劑連續不斷的輸送到電池內，同時電池反應產物持續不斷地排出電池，故燃料電池又稱連續電池。燃料電池中能量轉換率可高達80%以上。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料（例如，氫、肼、一氧化碳、甲烷、乙炔）和氧化劑分別從負極①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；

②反應產物不斷排出；

③能量轉化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節約能源。

缺點：體積較大、附屬設備較多

優點：能量轉換率高、清潔、對環境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規律燃料電池與前幾種電池的差別：

①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極

②電極材料一般不參加化學反應，只起傳導電子的作用。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；燃料電池的規律燃料電池使用氫氧燃料電池動力的法國產標致TAXI

同濟大學研制的燃料電池汽車－超越3號我國自主研發的燃料電池車神舟六號燃料電池發電系統使用氫氧燃料電池動力同濟大學研制的燃料電池汽車－超越3號我國反應原理如下：

正極：O2+2CO2+4e-=2CO32-

負極：2H2+2CO32--4e–=2CO2+2H2O

熔融鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極構成的燃料電池。其電解質是熔融態碳酸鹽（在正極充入CO2氣作助燃劑,該電池放電的過程中CO2被循環使用）。

總反應：O2

＋2H2=2H2O反應原理如下：

正極：O2+2CO2+4e-=

一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態下能傳導O2—.下列對該燃料電池說法正確的是()A．電池的總反應是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OB．在熔融電解質中，O2—由負極移向正極

C．通入空氣一極是正極,電極反應為：

O2+4e—

==2O2—D．通入丁烷—極是正極,電極反應為：

C4H10+26e—+13O2—==4CO2+5H2OAC一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3－）為電解質，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池負極電極反應式為：2C4H10+26CO32－－52e－=34CO2+10H2O。試回答下列問題：(1)該燃料電池的化學反應方程式為

。(2)正極電極反應式為

。(3)為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定。為此，必須在通入的空氣中加入一種物質，加入的物質是

。(4)某學生想用該燃料電池為電源來電解飽和食鹽水。①寫出該反應的離子方程式

。②若電解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液，則消耗C4H10

的體積在標準狀況下為

mL。2C4H10+13O2=8CO2+10H2O13O2＋26CO2+52e－=26CO32－CO2

2Cl－+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH－560某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3－）為書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規則（如“拆”、“平”）；2．將兩極反應的電子得失數配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；3．負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物，與溶液的酸堿性有關(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)；4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH-。書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵鋼鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極(C)負極反(Fe)總反應其他反應水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+

O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水轉化為鐵銹Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2補充通常兩種腐蝕同時存在，但以吸氧腐蝕更普遍。鋼鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極(C)第三環節、眾議電池功與過

展望電池的未來第三環節、眾議電池功與過

你知道嗎1、一節1號電池腐爛產生的有毒物質能使1m2土地失去使用價值一粒紐扣電池可污染60萬升水，相當于一個人一生的用水量廢舊電池滲出的重金屬造成水體污染，威脅人類健康，廢酸廢堿使土地酸化、鹽堿化，電池生產每年耗15.6萬噸鋅，22.6萬噸二氧化錳，2080噸銅，2.7萬噸氯化鋅，7.9萬噸氯化銨，4.3萬噸碳棒你知道嗎1、一節1號電池腐爛產生的有毒物質能使1m2土減少污染節約資源減少污染節約資源綠色電池種種

綠色環保電池是指已投入使用或正在研制、開發的一類高性能、無污染電池。已經大量使用的金屬氫化物鎳蓄電池、鋰離子蓄電池和正在推廣使用的無汞堿性鋅錳原電池和可充電電池以及正在研制、開發的鋰或鋰離子塑料蓄電池和燃料電池等都屬于這一范疇。此外，已廣泛應用并利用太陽能進行光電轉換的太陽電池（又稱光伏發電），也可列入這一范疇。綠色電池種種綠色環保電池是指已投入使用或正在研第四環節、學以致用1、電池是人類生產和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發明是化學對人類的一項重大貢獻，下列有關電池的敘述不正確的是(

)

A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池

B．甲醇燃料電池中甲醇參與正極反應

C．堿性鋅錳電池中，鋅電極是負極

D．太陽能電池的主要材料是高純度的硅B第四環節、學以致用1、電池是人類生產和生活中的重要能量來2、關于鉛蓄電池放電時的說法正確的（）

A．電池的負極材料是鉛板

B．正極發生的反應是Pb+SO42--2e-=PbSO4C．電池中硫酸的濃度不發生變化

D．負極質量減少、正極質量增加

A2、關于鉛蓄電池放電時的說法正確的（）A3、氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。關于以KOH為電解質的氫氧燃料電池敘述錯誤的是（）

A、氫氧燃料電池直接把熱能轉化為電能

B、電子從負極出發，沿導線流向正極

C、負極反應式為H2+2OH--2e-=2H2OD、電解質

KOH的物質的量不發生變化A人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)3、氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。關于以KO4、銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其充電和放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，則此電池放電時，負極上發生反應的物質(）

（A）Ag（B）Zn(OH)2

（C）Ag2O（D）ZnD人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)4、銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其充電和放電過程可5.據報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電池反應為：2Zn+O2

＝2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣，則下列敘述正確的是()A.鋅為正極，空氣進入負極反應

B.負極反應為Zn–2e-＝Zn2+C.正極發生氧化反應

D.電解液肯定是強酸B人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)5.據報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池6.下列敘述中正確的是()A.構成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬B.由Cu、Zn做電極與CuSO4溶液組成的原電池中Cu是負極C.馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質液接觸錫先被腐蝕D.銅鋅原電池工作時，若有13g鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過D人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)6.下列敘述中正確的是()D人教版選修四高中化學4.再見細節決定成敗人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)再見人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT化學選修4第二節第四章電化學基礎化學電源人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)化學第二節第四章電化學基礎人教版選修四高中化學4.2-1、化學電池與其它能源相比有哪些優點？2、判斷電池的優劣標準主要是什么？3、目前化學電池主要分哪幾大類？能量轉換效率高，供能穩定可靠，可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便，易于維護，并可在各種環境下工作①單位質量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量；②輸出功率的大小即比功率③電池的存儲時間的長短。除特殊情況外，質量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質量好。第一環節、七嘴八舌談電池1、化學電池與其它能源相比有哪些優點？2、判斷電池的優劣標準化學電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池

電池中的反應物質進行一次氧化還原反應并放電之后，就不能再次利用。

又稱充電電池或蓄電池。放電后經充電可使電池中的活性物質獲得重生，恢復工作能力，可多次重復使用。

是一種連續地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電源，又稱連續電池。化學電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧

形形色色的電池筆記本電腦專用電池堿性電池

鉛蓄電池汽車燃料電池普通干電池紐扣電池形形色色的電池筆記本電腦專用電池堿性電池鉛蓄電

第二環節、探秘

—走進電池內部世界第二環節、探秘

鋅筒(負極)：Zn-2e-=Zn2+碳棒(正極)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O電池總反應為：

Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

普通電池鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結構NH4Cl、ZnCl2

和H2O等優點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，易氣漲或漏液一次電池

干電池用鋅制桶形外殼作負極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作電解質溶液，還填充MnO2的黑色粉末吸收正極放出的H2，防止產生極化現象。鋅筒(負極)：Zn-2e-=Zn2+普通電池鋅筒石電解質KOH負極：Zn粉Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

電池反應：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2堿性鋅-錳電池：一次電池缺點：多數只能一次使用，不能充電；價格較貴優點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續放電(電流穩定，放電容量、時間增大幾倍,不會氣漲或漏液。)思考:該電池的正負極材料和電解質．電解質KOH負極：Zn粉Zn+2OH--2e-=鋅銀鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－負極：Zn+2OH－-2e-=Zn(OH)2總反應：Zn+Ag2O+H2O

=Zn(OH)2+2Ag電極分別為Ag2O和Zn電解質溶液為KOH優點：比能量大、電壓穩定、儲存時間長，適宜小電流連續放電。一次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鋅銀鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+為什么廢舊紐扣電池應專門回收？鈕扣電池含有汞，當其廢棄在自然界里，外層金屬銹蝕后，汞就會慢慢從電池中溢出來，進入土壤或在下雨之后進入地下水，再通過農作物進入人體，損傷人的內臟。在微生物的作用下，無機汞可以轉變成甲基汞，聚積在魚類的身體里，人食用了這種魚后，甲基汞會進入人的大腦細胞，使人的神經系統受到嚴重破壞，重者會發瘋致死。日本水俁病就是甲基汞所致。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)為什么廢舊紐扣電池應專門回收？鈕扣電池含有汞，當其廢棄在自然海水電池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3[思考]指出該電池的正、負極材料、寫出正、負極反應式和總反應式。負極：正極：總反應：（Al）：4Al-12e-=4Al3+（石墨）3O2+6H2O+12e—=12OH—1991年我國首創的以鋁—空氣—海水組成的新型電池，可用于航標燈中。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)海水電池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3[思考]指在鋰電池家族中,有特高容量而且自放電率特別低的,主要使用在工業自動化儀表儀器中的鋰—亞硫酰氯電池;也有長壽又安全的用于心臟起搏器的鋰—碘電池;還有在環境溫度一二百度條件下應用于井下的鋰—氧化銅電池,及在照相機中使用的鋰……

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)在鋰電池家族中,有特高容量而且自放電率特別低的,主要使用在工永久性人造心臟在美問世鋰碘電池可作為真正的干電池的代表鋰碘電池可作為真正的干電池的代表。它的負極是金屬鋰，正極是I3-的鹽，固體電解質為能夠傳導鋰離子的LiI晶體，可將放電時負極產生的鋰離子傳導到正極與碘的還原產物I-結合。——可用于心臟起搏器。

人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)永久性人造心臟在美問世鋰碘電池可作為真正的干電池的代表鋰碘鋰電池——電解液為有機溶劑（無水）鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)，8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負極：

；正極：

。用途：質輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應用于軍事和航空領域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S一次電池負極:Li,正極可以是:CuO、FeS2

、MnO2

、C等;人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鋰電池——電解液為有機溶劑（無水）鋰亞硫酰氯電池(Li-SO二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT①放電過程——原電池負極：氧化反應Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：還原反應

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O放電過程總反應：

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O②充電過程——電解池陰極(接電源負極)：還原反應

PbSO4+2e-=Pb+SO42-陽極(接電源正極)：氧化反應

PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-充電過程總反應：

2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)①放電過程——原電池二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學

鉛蓄電池用途：優點：主要缺點：電動自行車、汽車、發電站等都要用到它可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉比能量低、笨重、廢棄電池污染環境二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鉛蓄電池用途：電動自行車、汽車、發電站等都要用到它可重復使銀鋅蓄電池

正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質溶液KOH。反應式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O

寫出電極反應式。充電放電負極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-二次電池

中國第1顆人造地球衛星東方紅-1用銀鋅電池作電源。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)銀鋅蓄電池正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金鎘鎳電池NiO(OH)+Cd+2H2O

Ni(OH)2+Cd(OH)2

放電充電負極材料：Cd；正極材料：涂有NiO（OH），電解質：KOH溶液。反應式如下：寫出電極反應式。

特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復使用。負極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2

正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-二次電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)鎘鎳電池NiO(OH)+Cd+2H2O用途：優點：主要缺點：二次電池鎳鎘充電電池：廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等.具有殘留性記憶，可重復使用500次以上，體積小鎘有致癌作用,如不回收，會產生嚴重污染;鎳鎘電池人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)用途：二次電池鎳鎘充電電池：廣泛用于收錄機、無線對講機、電子氫鎳電池是近年開發出來的可充電電池，它可以取代會產生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是

H2+2NiO(OH)

2Ni(OH)2。根據此反應式判斷，下列敘述中正確的是(

)A.電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，H2在負極上反應CD負極：H2+2OH--2e-=

2H2O正極：2NiO(OH)+2H2O+2e-=

2Ni(OH)2+2OH-人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)氫鎳電池是近年開發出來的可充電電池，它可以取代會產生鎘污染的燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池。可供選擇的燃料很多，如:氫氣、烴類、肼、甲醇、氨、煤氣等液態或氣態的燃料。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電燃料電池的基本設計是：電極是用鎳、銀、鈀、鉑等金屬粉末壓制成可以透過氣體的多孔又可導電的特殊材料制作的；（燃料電池的電極有雙重作用，其一是作為電的導體；其二是提供足夠的表面積使電極的活性物質分子分解為原子物種，然后發生電子轉移。——這實際為一種電催化過程，鉑、鎳、銠這些金屬是很好的電催化劑。）兩個電極之間充滿著含有可以移動離子的電解質；——氫氧化鉀水溶液、熔融鹽、傳遞質子的膜或者固體電解質等。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料電池的基本設計是：電極是用鎳、銀、鈀、鉑等金屬粉末壓制成電極:Pt或石墨制作的惰性電極氫氧燃料電池酸性電解質：負極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反應：2H2+O2==2H2O燃料電池堿性介質負極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應:2H2+O2==2H2OPH：增大PH：減小思考:放電過程中分別以酸或堿為電解質溶液時，電極附近溶液PH如何變化？原電池PH如何變化？人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)電極:Pt或石墨制作的惰性電極氫氧燃料電池酸性電解質：負缺點：體積較大、附屬設備較多優點：能量轉換率高、清潔、對環境友好？？ab人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)缺點：體積較大、附屬設備較多優點：能量轉換率高、清潔、對環境介質電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-氫氧燃料電池在不同電解質時的電極反應一定要會判斷：酸性有H+(肯定沒OH-

）；堿性有OH-(肯定沒

H+

）

中性時反應物中無H+或OH-

人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)介質電池反應：2H2+Ｏ２=2H2O酸性負極正極中該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。CH4燃料電池CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-＝8OH-CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O負極：正極：總反應：人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料（例如，氫、肼、一氧化碳、甲烷、乙炔）和氧化劑分別從負極和正極的外側源源不斷地通過電極里的微孔進入電池體系，并分別在各自的電極上受到電極材料的催化而發生氧化和還原反應，同時產生電流。在燃料電池中，燃料與氧化劑連續不斷的輸送到電池內，同時電池反應產物持續不斷地排出電池，故燃料電池又稱連續電池。燃料電池中能量轉換率可高達80%以上。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)燃料（例如，氫、肼、一氧化碳、甲烷、乙炔）和氧化劑分別從負極①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；

②反應產物不斷排出；

③能量轉化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節約能源。

缺點：體積較大、附屬設備較多

優點：能量轉換率高、清潔、對環境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規律燃料電池與前幾種電池的差別：

①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極

②電極材料一般不參加化學反應，只起傳導電子的作用。人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)人教版選修四高中化學4.2-化學電源(共45張PPT)①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；燃料電池的規律燃料電池使用氫氧燃料電池動力的法國產標致TAXI

同濟大學研制的燃料電池汽車－超越3號我國自主研發的燃料電池車神舟六號燃料電池發電系統使用氫氧燃料電池動力同濟大學研制的燃料電池汽車－超越3號我國反應原理如下：

正極：O2+2CO2+4e-=2CO32-

負極：2H2+2CO32--4e–=2CO2+2H2O

熔融鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極構成的燃料電池。其電解質是熔融態碳酸鹽（在正極充入CO2氣作助燃劑,該電池放電的過程中CO2被循環使用）。

總反應：O2

＋2H2=2H2O反應原理如下：

正極：O2+2CO2+4e-=

一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態下能傳導O2—.下列對該燃料電池說法正確的是()A．電池的總反應是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OB．在熔融電解質中，O2—由負極移向正極

C．通入空氣一極是正極,電極反應為：

O2+4e—

==2O2—D．通入丁烷—極是正極,電極反應為：

C4H10+26e—+13O2—==4CO2+5H2OAC一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3－）為電解質，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池負極電極反應式為：2C4H10+26CO32－－52e－=34CO2+10H2O。試回答下列問題：(1)該燃料電池的化學反應方程式為

。(2)正極電極反應式為

。(3)為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定。為此，必須在通入的空氣中加入一種物質，加入的物質是

。(4)某學生想用該燃料電池為電源來電解飽和食鹽水。①寫出該反應的離子方程式

。②若電解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液，則消耗C4H10

的體積在標準狀況下為

mL。2C4H10+13O2=8CO2+10H2O13O2＋26CO2+52e－=26CO32－CO2

2Cl－+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH－560某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3－）為書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規則（如“拆”、“平”）；2．將兩極反應的電子得失數配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；3．負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物，與溶液的酸堿性有關(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)；4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH-。書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵鋼鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極(C)負極反(Fe)總反應其他反應水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=F