高二化学电源浅析.ppt

* * * 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 锂离子电池 银锌蓄电池 普通锌锰干电池 银锌纽扣电池 化学电池的分类 甲醇燃料电池 1、Ag﹣Zn纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成Ag 和Zn(OH)2。请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。 正极：Ag2O + H2O＋2e-＝2Ag + 2OH- 电池反应: Zn + Ag2O + H2O ＝ Zn(OH)2 + 2Ag 负极：Zn+2OH- －2e-＝Zn(OH)2 一、 一次电池 P15 问题解决 ①普通锌锰干电池 负极 → 锌筒 正极 → 石墨棒 2、锌锰干电池 电解质为NH4Cl和淀粉糊,还填有MnO2 和炭黑. 负极: Zn - 2e-＝Zn2+ 正极: 2NH4+ + 2e-+ 2MnO2＝Mn2O3+2NH3↑＋H2 O 总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短、放电后电压下降较快，放电过程中易气涨或漏液 ②碱性锌锰干电池 电解质为KOH和淀粉糊,还填有MnO2 和炭黑. 负极：Zn - 2e- + 2OH- ＝ Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2e-+ 2H2O ＝ 2MnO(OH) + 2OH- 总反应: Zn+2MnO2+2H2O＝2MnO(OH)+ Zn(OH)2 优点：比能量大，能提供较大电流并连续放电，不会气涨或漏液。 总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 二、 二次电池 铅蓄电池 负极:Pb + SO42- -2e-＝PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O （提示： PbSO4难溶） 放电（原电池）： 充电（电解池）： 阴极: PbSO4 + 2e-＝ Pb + SO42- 阳极： PbSO4 + 2H2O - 2e-＝ PbO2 + 4H+ + SO42- 放电时，硫酸浓度降低。 三、燃料电池 ③燃料做负极，助燃剂氧气为正极。 ①氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。 ②燃料电池能连续不断地提供电能。 ④电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。 常见的有H2 、CH3OH、铝－空气、 CH4 、C2H6等燃料电池。 ①当电解质溶液为H2SO4溶液时 氢氧燃料电池示意图 ②当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时 正极：O2 + 4H+ + 4e-＝2H2O 负极：2H2 - 4e-＝4H+ 总反应：2H2 + O2＝2H2O 1、氢氧燃料电池 总反应：2H2 + O2＝2H2O 正极：O2 + 2H2O ＋4e-＝4OH- 负极：2H2+4OH- －4e-＝4H2O 总反应：2H2 + O2＝2H2O 2、CH3OH燃料电池（CH3OH | OH－ | O2 ） 负极：2CH3OH ＋16OH－－12e－===2CO32-＋12H2O 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO32-＋6H2O 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O （1） CO2＋2OH－===CO32-＋H2O （2） （1）+（2）×2得 电池总反应：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 正极： 2O2 ＋4H2O＋8e? ＝8OH? 负极：CH4＋10OH-－8e? ＝CO32-＋7H2O 3、CH4燃料电池（CH4 | OH－ | O2 ） 负极：Al-3e?＝Al 3+ 正极：O2+2H2O+4 e?＝4OH? 电池总反应：4Al＋3O2+6H2O＝4Al?OH?3 4、铝—空气—海水燃料电池 海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。 1、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(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料的说法正确的是(双选)( ) A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极 B．电池的总反应是： 2C4H10＋13O2―→8CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为： O2＋4e－===2O2－ D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O BC 2、（2000年全国高考理综题）熔融盐燃