湖南省吉首市民族中學高二化學《原電池原理及其應用》課件一

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1、第四節(jié)第四節(jié) 原電池原理及其應用原電池原理及其應用 人們應用原人們應用原電池原理，制作電池原理，制作了多種電池，如了多種電池，如干電池、蓄電池、干電池、蓄電池、充電電池、高能充電電池、高能電池等，以滿足電池等，以滿足不同的需要。不同的需要。 在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展中，電池發(fā)在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展中，電池發(fā)揮著越來越重要的作用，大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、揮著越來越重要的作用，大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、空間電視轉播站、飛機、輪船，小至電腦、收音機、空間電視轉播站、飛機、輪船，小至電腦、收音機、照相機、電話、助聽器、電子手表、心臟起搏器等，照相機、電話、助聽器、電子手表、心臟起搏器等

2、，部離不開各種各樣的電池。部離不開各種各樣的電池。二、化學電源二、化學電源鋰電池鋰電池 手電筒中使用的干電池一般是普通鋅手電筒中使用的干電池一般是普通鋅- -錳干電池，它的結構如上圖。錳干電池，它的結構如上圖。 插在電池中央的石墨棒是正極，頂端有插在電池中央的石墨棒是正極，頂端有一銅帽；在石墨棒的周圍填滿二氧化錳和一銅帽；在石墨棒的周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙作隔膜；隔膜外是調(diào)成糊狀的氯化銨，維紙作隔膜；隔膜外是調(diào)成糊狀的氯化銨，作為電解質(zhì)溶液；最外面是由鋅筒制成的作為電解質(zhì)溶液；最外面是由鋅筒制成的干電池外殼，它作為負極；電池

3、頂部用蠟干電池外殼，它作為負極；電池頂部用蠟和火漆封口。和火漆封口。1、干電池、干電池 鋅錳干電池鋅錳干電池干電池放電時電極反應式為干電池放電時電極反應式為負極負極 （鋅筒）：（鋅筒）： Zn 2e = Zn2 正極（碳捧）正極（碳捧） ： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e= 2MnO (OH) + 2NH3總反應為：總反應為：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + 2MnO (OH) + 2NH3 隨著用電器朝著隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。多功能化發(fā)展的要

4、求。 體積小、性能好的堿性鋅錳電池體積小、性能好的堿性鋅錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導電性更好的液由原來的中性變?yōu)殡x子導電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。積成倍增長，使放電電流大幅度提高。 堿性電池性能更優(yōu)越，放電容量更大。堿性電池性能更優(yōu)越，放電容量更大。練習一練習一鋅錳干電池在放電時總反應方程式亦可以表示為：鋅錳干電池在放電時總反應方程式亦可以表示為：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在

5、此電池放電時正極（碳棒）上發(fā)生反應的物質(zhì)是在此電池放電時正極（碳棒）上發(fā)生反應的物質(zhì)是（ ） AZn B碳碳 CMnO2 和和 NH4+ DZn2+和和NH4+ 干電池放電時電極反應式為：干電池放電時電極反應式為： 負極負極 ： Zn 2e = Zn2 正極正極 ： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e= Mn2O3 + 2NH3 + H2O C2、鉛蓄電池、鉛蓄電池鉛蓄電池鉛蓄電池的電極反應式的電極反應式 的總反應式為：的總反應式為： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 鉛為負極鉛為負極,負極的電極反應式為負極的電極反應式為 : Pb 2e + SO42 = P

6、bSO4PbO2 為正極為正極,正極的電極反應式為：正極的電極反應式為： PbO2+ 4H+ +SO42 + 2e= PbSO4 + 2H2O 放電放電充電充電鉛蓄電池構造鉛蓄電池構造 目前汽車上使用的電池，有很多都是鉛蓄目前汽車上使用的電池，有很多都是鉛蓄電池。鉛蓄電池的構造是用含銻電池。鉛蓄電池的構造是用含銻5 58 8的鉛的鉛銻合金鑄成格板，在格板上分別填充銻合金鑄成格板，在格板上分別填充PbOPbO2 2 和和 Pb Pb 作為正極和負極，二者交替排列而成。在作為正極和負極，二者交替排列而成。在電極之間充有密度為電極之間充有密度為1.25 g/cm1.25 g/cm3 31.28 g/

7、cm1.28 g/cm3 3 的的H H2 2SOSO4 4 溶液溶液 。練習二練習二 鉛蓄電池的總反應式為：鉛蓄電池的總反應式為： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 對于鉛蓄電池放電時的說法錯誤的是（對于鉛蓄電池放電時的說法錯誤的是（ ） A 鉛為負極，鉛為負極，PbO2 為正極為正極 B 負極的電極反應式為負極的電極反應式為 Pb 2e + SO42 = PbSO4 C 正極的電極反應式為：正極的電極反應式為： PbO2+ 4H+ +SO42 + 2e= PbSO4 + 2H2O D電解液的密度不變電解液的密度不變 D放電放電充電充電練習三練習三實驗室用鉛蓄

8、電池作電源電解飽和食鹽水制取實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：負極負極 Pb+SO42 =PbSO4+2e 正極正極 PbO2+4H+SO42 +2e=PbSO4+2H2O今若制得今若制得Cl20.050摩摩,這時電池內(nèi)消耗的這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的的物質(zhì)的量至少是物質(zhì)的量至少是( ).(A)0.025摩摩 (B)0.050摩摩 (C)0.10摩摩 (D)0.20摩摩C 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作池的負極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負極相比較，使

9、用壽命大大延長。負極相比較，使用壽命大大延長。3、鋰電池、鋰電池 銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，電極分別是電極分別是Ag2O和和 Zn ,電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液為 KOH溶液，電極反應式為：溶液，電極反應式為：()Zn 2e + 2OH =Zn(OH)2 ( + )Ag2O + H2O +2e =2Ag + 2OH 總反應為：總反應為： Zn + Ag2O + H2O =2Ag + Zn(OH)2 4、銀、銀鋅電池鋅電池鈕扣電池鈕扣電池練習四練習四銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電它的充電和放電過程可以表示為和放電過

10、程可以表示為: 在此電池放電時在此電池放電時,負極上發(fā)生反應的物質(zhì)是（負極上發(fā)生反應的物質(zhì)是（ ） (A)Ag (B)Zn(OH)2 (C)Ag2O (D)ZnD練習五練習五銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，電極分別是銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，電極分別是Ag2O和和 Zn 電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液為 KOH溶液，電極反應式為：溶液，電極反應式為：Zn 2e + 2OH =Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- =2Ag + 2OH-總反應為：總反應為：Zn + Ag2O + H2O =2Ag + Zn(OH)2 下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A電流由電流由Zn 經(jīng)外電路流

11、向經(jīng)外電路流向Ag2O BZn是負極，該電極發(fā)生的電極反應是還原反應是負極，該電極發(fā)生的電極反應是還原反應 CAg2O是正極，該電極發(fā)生的電極反應是氧化反應是正極，該電極發(fā)生的電極反應是氧化反應 D. 工作時，負極區(qū)溶液的工作時，負極區(qū)溶液的 pH不斷減小，正極區(qū)溶液的不斷減小，正極區(qū)溶液的pH不斷增大不斷增大 D 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池5、新型燃料電池、新型燃料電池 因此，燃料電池因此，燃料電池是

12、名符其實的把能源是名符其實的把能源中燃料燃燒反應的化中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能學能直接轉化為電能的的“能量轉換器能量轉換器”。燃。燃料電池的能量轉化率很高，可達料電池的能量轉化率很高，可達7070以。氫以。氫氧燃料電池除了具有能量轉化率高、可持續(xù)氧燃料電池除了具有能量轉化率高、可持續(xù)使用的優(yōu)點外，而且由于其燃燒產(chǎn)物為水，使用的優(yōu)點外，而且由于其燃燒產(chǎn)物為水，因此不污染環(huán)境因此不污染環(huán)境。 新型燃料電池新型燃料電池練習六練習六燃料電池是燃料（如燃料電池是燃料（如H2、CO、CH4 等）跟氧氣等）跟氧氣或空氣起反應，將化學能轉化為電能的裝置，電或空氣起反應，將化學能轉化為電能的裝置，電解

13、質(zhì)為強堿溶液。下列關于甲烷燃料電池的說法解質(zhì)為強堿溶液。下列關于甲烷燃料電池的說法中，正確的是（中，正確的是（ ） A. 工作時，能見到淺藍色火焰工作時，能見到淺藍色火焰 B. 負極反應為：負極反應為：O2 + 2H2O+4e =4OH C. 隨著放電進行，溶液中的陰離子向負極移動隨著放電進行，溶液中的陰離子向負極移動 D. 隨著放電進行，溶液的隨著放電進行，溶液的pH不變不變C練習七練習七B. b電極的電極反應為：電極的電極反應為：4OH 4e 2H2O2 C. 氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D. 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置下圖為氫氧燃料電池原理示下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是列敘述不正確的是( ) A. a電極是負極電極是負極B