电能第三课时

第二节化学能与电能第三课时一些实际生活中常用的电池锌—锰干电池汽车用铅蓄电池锂离子充电电池氢氧燃料电池二、发展中的化学电源化学电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等燃料电池：氢氧燃料电池(1)干电池的构造是什么样的?(2)干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(3)干电池使用久了会发生什么现象?思考题1、干电池结构及电极反应原理负极：Zn–2e-=Zn2+正极：2NH4++2e-=2NH3+H2总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2其他干电池：碱性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池等优点：携带方便缺点：电量小，污染大干电池（负极）（正极）锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等干电池结构及电极反应原理负极：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O2、充电电池：（1）铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电总反应式：是用铅锑合金铸成格板，在格板上分别填充PbO2和Pb作为正极和负极，二者交替。用硫酸做电解质溶液。（2）镍—镉可充电电池：镍—镉电池的负极为金属镉(Cd)，正极为NiO(OH)，电解液为KOH溶液。正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e-＝2Ni(OH)2＋2OH-负极：Cd＋2OH-－2e-＝Cd(OH)2总反应式：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2放电充电氧化氢氧化锂用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。优点：质量轻、电压高、工效高和贮存寿命长。用途：用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上，及火箭、导弹等的动力电源。（3）锂电池锂亚硫电池：它使用金属(Li)和石墨作电极，金属锂(Li)作负极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)组成的电解质溶液中，亚硫酰氯(SOCl2)也作正极反应物。正极：3SOCl2＋8e-＝6Cl-＋SO32-＋2S负极：8Li－8e-＝8Li+总反应：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S锂离子充电电池3、新型燃料电池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（还原性气体从负极充入，氧化性气体从正极充入）。同时将电极反应产物不断排出电池使用燃料电池的汽车总反应：2H2+O2＝2H2O（1）氢氧燃料电池负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O正极：O2＋2H2O＋4e-＝4OH-介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-例2.氢氧燃料电池反应为:2H2+Ｏ２=2H2O,以铂为电极,写出在酸性,中性,碱性环境中工作时的电极反应式于下表中（2）甲烷碱性燃料电池：正极：2O2＋4H2O＋8e-＝8OH-负极：CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O总反应式：CH4＋2O2＋2OH-＝CO32-＋3H2O原电池电极反应式的书写燃料电池的电极反应式书写规律:①先写出燃烧反应的化学方程式；②再看燃料产物是否跟电解液反应，进而改写燃料电池总反应；③其次根据电解液的酸碱性，写出正极的电极反应式(即O2的半反应);④最后由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O2CO2+4KOH=2K2CO3+2H2O故总电池反应为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O正极O2+2H2O+4e-=4OH–结合题意得正极：3O2+6H2O+12e-=12OH–则负极：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O写出甲醇燃料电池，以KOH为电解质溶液的电极反应总结1、原电池的类型一型：负极参加反应而正极不参加反应。如常见的Cu--Zn原电池二型：正极、负极均参加反应。如可充电电池在放电的过程中。如铅蓄电池三型：正极、负极均不参加反应。如燃料电池2、原电池反应方程式的书写1、首先判断原电池属于何种类型2、抓住负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应这一规律。3、对于复杂的电极反应，可根据总反应方程式来书写，先写出简单一极的半反应，然后用总反应式减去一极就得到另一极4、碱性溶液中不能有H+存在，酸性溶液中不能有OH-存在；为了维持溶液的酸碱平衡，电池反应中一极消耗了H+（或OH-），另一极必定生成H+（或OH-）废电池对环境的危害电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中毒引起的。减少污染节约资源小结：原电池原理的应用①制作化学电源②加快反应速率：例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。③判断金属活动性的强弱④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀1、为加快制取氢气的速率,最好的方法是()A、纯锌与稀硫酸反应B、纯锌与浓硫酸反应C、含杂质的锌与稀硝酸反应D、含杂质的锌与稀硫酸反应D练习：2、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）A．利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中石墨电极B3、某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe==3Fe2+,不能实现该反应的原电池是()A、正极为Cu、负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液B、正极为C、负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C、正极为Fe、负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D、正极为Ag、负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液C、D4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；