选修4各类化学电源.

选修4化学电源学习目标：1、了解实用化学电源的发展历程和种类2、能正确书写电池半反应，并运用电池原理分析、解决问题一次电池酸性锌锰干电池结构：锌筒、碳棒作两极，ZnCl2--NH4Cl糊状物作电解质，碳棒被MnO2包围。-)-2ZnZn2eZn负极（：-4322NH2eNHH正极（碳棒）：2432Zn2NHZnNHH总反应：MnO2和碳黑包裹着碳棒，碳黑能导电，MnO2用于吸收正极产物H2，H2的产生会增大电池内电阻，使输出电压迅速降低。电池在存放过程中，负极锌与电解质NH4Cl直接接触，会发生化学腐蚀。导致锌筒蚀破，电池作废，电解质泄漏，损坏电器。e碱性锌锰干电池结构：负极锌、正极MnO2，KOH为电解质电池总反应:Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2Zn+2OH--2e-Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-从总反应来看，电解质KOH在放电过程中没有消耗，却在消耗H2O。一次电池一次电池银锌电池结构：负极锌、正极Ag2O，KOH为电解质总反应:Zn+Ag2O==ZnO+2AgZn+2OH--2e-==ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-==Ag+2OH-二次电池铅蓄电池结构：负极Pb、正极PbO2,H2SO4作电解质放电反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-==PbSO4(s)PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-====PbSO4(s)+2H2O(l)二次电池镍镉电池：电解质KOH可充放电达500次以上，输出电压稳定，放电量大。缺点：具放电记忆性，镉对环境污染严重。总反应：2NiOOH+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2负极：Cd-2e-+2OH-==Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O==2Ni(OH)2+2OH-二次电池镍氢电池：电解质KOH比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差正极：NiOOH+H2O+e-==Ni(OH)2+OH-以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。总反应：MH+NiOOHM+Ni(OH)2负极：MH+e-+OH-==M+H2O二次电池锂离子电池是一种新型的二次电池，它不含有金属态的锂，它主要依靠LI+在正负两极之间移动来工作。放电时，LI+从负极材料(石墨)脱嵌，经过电解质膜，嵌入正极材料（CoO2).充电过程刚好相反。锂离子电池不同于锂金属电池，后者因危险性较少实用。总反应：CoO2+LiC6==LiCoO2+6C负极：LiC6－e-==6C+Li+正极：CoO2+Li++e-==LiCoO2负极每脱嵌一个LI+同时失去一个电子正极每入嵌一个Li+同时得到一个电子燃料电池燃料电池：与一次、二次电池不同，燃料电池并不需要将反应活性物质贮藏在电池内部，它工作时，燃料和氧化剂由外部供给。燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，电极材料本身不参与电池反应,但电解质会参与电池反应。酸性氢氧燃料电池总反应：2H2+O2==2H2O负极：2H2－4e－==4H+正极：O2+4e－+4H+==2H2O（H+定向移动到正极，在负极生成，在正极消耗）燃料电池碱性氢氧燃料电池总反应：2H2+O2==2H2O负极：2H2－4e－+4OH－==4H2O正极：O2+4e－+2H2O==4OH－（OH-定向移动到负极，正极生成，负极消耗）燃料电池酸性甲醇燃料电池32222CHOH3O2CO4HO+3222CHOH12e+2HO==2CO+12H负极：+223O+12e+12H6HO正极：燃料电池的特点：电解质（离子）一定在一极上生成，定向移动后在另一极上消耗。燃料电池碱性甲醇燃料电池232322CHOH3O+4OH2CO6HO23322CHOH12e+16OH==2CO+12HO负极：223O+12e+2HO12OH正极：同样，电解质OH-向负极移动。在正极生成，负极消耗。熔融碳酸盐氢氧燃料电池例：美国加州Miramar海军航空站安装了一台250KW的MCFC型空气燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为700--800℃，所用燃料为氢气，电解质为熔融的K2CO3。请写出电池和电极反应式。222H+O==2HO总反应：2223222H4e+2CO2CO+2HO负极：2223O+4e+2CO2CO正极：思考：为了让电池能够持续稳定工作，通入正极气体时应注意什么？通入的正极气体应该是O2和CO2的混合物熔融氧化物燃料电池例：丁烷燃料电池中一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导O2-,试写出正、负极的电极反应式。负极:2C4H10+26O2--52e-===8CO2+10H2O正极:13O2+52e-===26O2-4102222CH13O8CO10HO52e总反应：燃料电池共有特点：电解质定向移动传递电流，在一极生成，另一极等量消耗熔融碳酸盐燃料电池例：某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。试写出电池及电极反应。24103222CH52e+26CO==34CO+10HO负极：222313O+52e+26CO26CO正极：在燃料电池中，电解质离子一定参与了电极反应，一极生成，一极等量消耗。实战技巧1.磷酸铁锂电池的构造如图所示。其正极的电极反应式为FePO4+Li++e-==LiFePO4,下列有关判断不合理的是：A.负极区的电解质溶液不可能是水溶液B.聚合物薄膜可允许Li+通过C.负极反应式为LiCx－e-==Li++CxD.充电时，Li+由负极区移向正极区实战2.现今市面上的智能手机都面临着电池续航不足的问题。最常见的智能手机电池工作原理是下列说法错误的是：A.放电时，每转移xmol电子，通过电解质膜的Li+为(1－x)molB.负极材料是填充了金属锂的石墨（LiC6)C.充电时阳极的电极反应为D.负极的电极反应式为21x2x66CLiCoOLiCoOLiC充电放电21x2LiCoOxexLiLiCoOx6LiCxexLi6C3.饱和甘汞电极（Hg--Hg2Cl2)因其电动势稳定，常用作基准电极。饱和甘汞电极的内部构造如图所示，当甘汞电极与锌共同插入ZnCl2溶液中构成原电池时，下列说法正确的是：A.负极的电极反应式为Zn-2e-==Zn2+B.正极的反应式为Hg2Cl2+2e-==2Hg+2Cl-C.多孔物质相当于盐桥D.甘汞电极中，Cl-既不是反应物，又不是产物备注资料1锂离子电池磷酸铁锂锂离子电池谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@kingsoftwps