化学课件《化学电源》优秀20-人教课标版.ppt

1、 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用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄像机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电各式各样的纽扣电池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银锌蓄电池银锌蓄电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池一、化学电池的分类一、

2、化学电池的分类正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH负极：负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 总反应：总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag电池比能量大、电压稳定，储存时间长，电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流和连续放电适宜小电流和连续放电电解液：电解液：KOH二、一次电池二、一次电池 银锌原电池是用不锈钢制成的银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料。成的活性材料

3、。1、银锌电池、银锌电池普通锌锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池 锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌-锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等2、普通干电池、普通干电池负极负极正极正极422),(Zn NH ClZnCl MnO C电池反应：电池反应：（Zn）：）：Zn 2e-=Zn2+（MnO2和和C）：）：优点：制作简单、价格便宜。优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。缺点：放电时间短，电压下降快。3、碱性锌、碱性锌-锰干电池锰干电池电解质：电解质：KOH负极：负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极：正极：2MnO2+2H2

4、O+2e-=2MnOOH+2OH-缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电和连续放电电池反应：电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2三、二次电池三、二次电池1、铅蓄电池是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖上覆盖PbO2,负极板上覆盖负极板上覆盖Pb放电过程总反应：放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+SO42-2e-=Pb

5、SO4 正极：正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应负极：负极：放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）PbSO4 +2e-=Pb+SO42-还原反应还原反应阴极：阴极：阳极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO4

6、2-氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、

7、聚合物锂镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池离子蓄电池四、燃料电池：四、燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池池）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练习练习1:

8、1:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中中a a极的电极反应式：极的电极反应式：，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式:。KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几

9、点：2 2负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；1 1将两极反应的电子得失数配平后，相加得到将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；应；3 3溶液溶液中不存在中不存在O2：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与H结结合成合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成

10、OH；练习练习2 2：据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFCPEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是电离子是H H+。下列对该燃料电池的描述中正确的。下列对该燃料电池的描述中正确的是是()正极反应为：正极反应为：O2+4H+4e=2H2O 负极反应为：负极反应为：2H24e=4H+总的化学反应为：总的化学反应为：2H2+O2=2H2O 氢离子

11、通过电解质向正极移动氢离子通过电解质向正极移动（A）（B）（C）（D）D练习练习3：一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆的氧化锆 ZrO2 晶体，在熔融状态下能传导晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电。下列对该燃料电池说法正确的是池说法正确的是 A 在熔融电解质中，在熔融电解质中，O2 由负极移向正极由负极移向正极B 电池的总反应是：电池的总反应是：2C4H1013O2 8CO210H2O C 通入空气的一极是正极，电极反应为：通入空气的一极是正极，电极反应为：O

12、24e 2O2 D 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H1026e 13O2 4CO25H2OBC练习练习4熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用到重视，可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作电的熔融盐混合物作电解质，解质，CO为阳极燃气，空气与为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴的混合气体为阴极助燃气，制得在极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：关的电池反应式：阳极反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-4CO2+4e-阴极反应式：阴极反应式：

13、_ 总电池反应式：总电池反应式：_2CO+O22CO2O2+2CO2+4e-2CO32-熔融盐燃料电池熔融盐燃料电池（06重庆-27）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：24请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是）放电时：正极的电极反应式是 ；电解液中电解液中H2SO4的浓度将变的浓度将变 ；当外电路通过；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加电子时，理论上负极板的质量增加 g。（2）在完全放电耗尽）在完全放电耗尽PbO2和和Pb时，若按右图连时，若按右图连接，电解一段

14、时间后，则在接，电解一段时间后，则在A电极上生成电极上生成 、B电极上生成电极上生成 ，此时铅蓄电池的正负极的极性将，此时铅蓄电池的正负极的极性将 。Pb+PbO2+4H+2SO42-2PbSO4+2H2O PbO22e4HSO42PbSO42H2O 对换对换化学电源化学电源1、一次电池、一次电池2、二次电池、二次电池3、燃料电池、燃料电池锌锰干电池锌锰干电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池掌握每一类典型掌握每一类典型电池的正负极、电池的正负极、电极反应；电极反应；了解了解每一类电池的优每一类电池的优缺点；对其它电缺点；对其它电池有初步的认识池有初步的认识减减 少少 污污 染染节节 约

15、约 资资 源源2.判断金属的活动性判断金属的活动性原电池的负极为较活泼的金属，发生氧化反应。原电池的负极为较活泼的金属，发生氧化反应。把把A、B、C、D四块金属泡在稀四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若若A、B相连时，相连时，A为负极；为负极；C、D相连，相连，D上上有气泡逸出；有气泡逸出；A、C相连时相连时A极减轻；极减轻；B、D相相连，连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为到小排列为。ACDB 3.改变化学反应速率改变化学反应速率（1 1）加快反应速率）加快反应速率实验室制取氢气

16、，用锌与稀硫酸反应。实验室制取氢气，用锌与稀硫酸反应。锌用纯锌好，还是用粗锌好（杂质为锌用纯锌好，还是用粗锌好（杂质为碳）？碳）？为什么？如果只有纯锌、稀硫酸为什么？如果只有纯锌、稀硫酸和硫酸铜，怎么办？和硫酸铜，怎么办？马口铁和白铁一旦有划痕后，在潮湿的空气马口铁和白铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？中，谁被腐蚀的速度快？（2 2）减缓反应速率）减缓反应速率-金属的电化防腐金属的电化防腐 4.钢铁的电化腐蚀 负 极：2Fe-4e-=2Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3nH2O (铁锈铁锈)空气、空气、H2O氧化氧化失水失水FeCFe2+eO2 OH电解质溶液电解质

17、溶液钢铁钢铁正正 极：极：2H2O+O2+4e-=4OH-总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈酸性。水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3-电极反应电极反应负极负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H

18、+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系再见再见 85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。约翰B塔布 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。戴尔卡内基 87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。贾柯瑞斯 88.每个意念

19、都是一场祈祷。詹姆士雷德非 89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。柏格森 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。托尔斯泰 91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。兰斯顿休斯 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。玛科斯奥雷利阿斯 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。约翰纳森爱德瓦兹 94.对一个适

20、度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。约翰拉斯金 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。威廉班 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。萧伯纳 97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。JE丁格 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。英国哲学家培根 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼

21、光。马塞尔普劳斯特 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。罗丹 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。托尔斯泰 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候。叔本华 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。梭罗 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在

22、世界上什么也不能做。威廉彭 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。戴尔卡内基 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。约翰罗伯克 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。撒母耳厄尔曼 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。卡雷贝C科尔顿 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻

23、易解决从前认为极不可能解决的事。戴尔卡内基 110.每天安静地坐十五分钟倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。艾瑞克佛洛姆 111.你知道何谓沮丧-就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。坎伯 112.伟大这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。布鲁克斯 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。罗根皮沙尔史密斯 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。阿萨赫尔帕斯爵士 115.旅行

24、的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。威廉海兹利特 116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。凯里昂 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。BC福比斯 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。迈可汉默 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。奥古斯汀 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心

25、元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。史迈尔斯 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。CHK寇蒂斯 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。乔治桑 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。约翰夏尔 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。道格拉斯米尔多 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度。老子 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。怀特曼 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。G.K.Chesteron 128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。马克吐温 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。约翰鲁斯金