电化学基础化学电源
充电
讨论:(2011全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应 为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2 C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-Ni = 2O3+3H2O
①能量转换效率高,供能稳定可靠。
(2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
(3)优点:
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组,使用方便。 ③易维护,可在各种环境下工作。
(4)电池优劣的判断标准: ①比能量 [符号(W· h/kg),(W· h/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 ②比功率 [符号是W/kg,W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 ③电池的储存时间的长短
2、碱性锌-锰干电池
电池反应: Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 [思考]该电池的正负极材料和电解质.
碱性电池
(Zn) Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 负极: (MnO2) 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH正极: 电解质: KOH
3、银-锌电池
2NH4++2e-=2NH3+H2 , H2 +2MnO2=Mn2O3+H2O Zn-2e-=Zn2+
总反应 Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不 锌筒变软,电池表面变得不平整 能正常供电了?_____________________________ 我们在 使用干电池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能是 干电池中的什么成分起了作用? MnO ZnCl 2 2 优点:制作简单、价格便宜。 缺点:放电时间短,电压下降快。
原子能电池
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
学与问
2、①目前化学电池主要分为哪几个大类? 在性能等方面它们各有什么特点? 产生电能的基本原理是什么? ②化学电池与其他能源相比有哪些优点? ③判断电池的优劣标准主要是什么?
第二节
化学电源
(1)概念: 将化学能变成电能的装置 ①一次电池又称不可充电电池——如:干电池 ③燃料电池
学与问
碱性锌锰电池、锌银电池、铅 1、在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道 蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、 电池的其它应用吗? 锂离子电池等。 化学电池
广泛应用于通讯、交通、文化、 办公及家用电子产品。高科技、 将化学能转换成电能的装置 军事、生产行业也有特殊应用。
电池
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
形形色色的电
“震动动力充电电池”
勺水充电
三 维 纳 米 结 构 电 池
尿液充电的电池
(一) 一次电池
1、干电池(普通锌锰电池)
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物 MnO2和C
练习:写出锌锰干电池的电极反应方程式。 负极:———————————————— 正极:————————————————
燃 料 电 池
介质 电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O
3、燃料电池:
大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气 或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能 的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%,约为 火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料 电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零;燃 料电池发明于19世纪30年代末,经反复试验、改进,到20世 纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况 如下:
另:镉镍电池
负极材料:Cd; 正极材料:涂有NiO2, 电解质:KOH溶液。 总反应式: 放电 充电
NiO2+Cd+2H2O
Ni(OH)2+ Cd(OH)2
试写出电池放电的电极反应式:
负极:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2
正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-
2、锂电池 P43
负极:Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s)
正极: PbO2(s) + 4H++SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 还原反应 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 ②充电过程: 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 接电源负极 阴极: PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42还原反应 接电源正极 阳极: 2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H++ SO42- 氧化反应 铅蓄电池的充放电过程: 放电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)
特点:① “绿色”;② 容量大; ③ 电解液中不能有水
讨论:(2010浙江)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池, 该电池中正极的电极反应式为: 2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe 有关 该电池的下列中,正确的是( ) A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价 B. 该电池的电池反应式为:2Li+FeS=Li2S+Fe C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+ D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2s+Fe-2e 2Li FeS
电池反应: Ag2O + Zn+H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 负极: Zn+ 2OH- -2e- = Zn(OH)2 正极:Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH-
(二) 二次电池 1、铅蓄电池
正极:PbO2 正负极材料 电解质:H2SO4溶液 负极:Pb ① 放电过程: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O 氧化反应