初三理化生化学电源.ppt

化学电源 空气电池 锂电池 干电池 上图是锌－锰干电池 1. 干电池 --- 普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的 顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的 周围由内向外依次是 A ：二氧化锰粉末（黑 色） ------ 用于吸收在正极上生成的氢气 （以防止产生极化现象）； B ：用饱和了氯 化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。 电极反应式为： 负极（锌筒）： Zn – 2e - === Zn 2+ 正极（石墨）： 2NH 4 + + 2e - === 2NH 3 + H 2 H 2 + 2MnO 2 === Mn 2 O 3 + H 2 O 总反应： Zn + 2NH 4 + + 2MnO 2 === Zn 2+ +2NH 3 + Mn 2 O 3 + H 2 O 干电池的电压大约为 1.5V ，不能充电再生。 随着用电器朝着小型化、多功能化发展 的要求，对电池的发展也提出了小型化、多 功能化发展的要求。 体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。 这类电池的重要特征是电解液由原来的中性 变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片 改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流 大幅度提高。 铅蓄电池 2. 铅蓄电池 铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶 或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄 漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一 层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属 铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板 隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均 浸入到硫酸溶液中。 放电时为原电池，其电极反应如下： 负极： Pb + SO 4 2- - 2e - === PbSO 4 正极： PbO 2 + 4H + + SO 4 2- + 2e - === PbSO 4 + 2H 2 O 总反应式为： Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ====== 2PbSO 4 + 2H 2 O 当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将不断降 低，当溶液的密度降到 1.18g/ml 时应停止使 用进行充电，充电时为电解池， 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，同时将电极反应产物不断排 出电池 氢 氧 燃 料 电 池 (3) 燃料电池 3. 氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池，主要用 于航天领域。其电极材料一般为活化电极， 具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电 极等。电解质溶液一般为 40% 的 KOH 溶液。 电极反应式如下： 负极： 2H 2 + 4OH - -4e - === 4H 2 O 正极： O 2 + 2H 2 O + 4e - === 4OH - 总反应式： 2H 2 + O 2 === 2H 2 O 使用氢氧燃料电池动力的法国产标致 TAXI 例 1 ：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高 能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有 酸式 和 碱式 两种，它们放电时的总反应都可 以表示为 2H 2 +O 2 =2H 2 O ，酸式电池中电解质是 酸，其负极反应可表示为， 则其 正极反应式为 ______________ _ 。碱 式 电 池 的 电 解 质 是 碱 ， 其 正 极 反 应 式 为 ， 则其负极反应可表示为 ____________ ________ 。 O 2 +4e - +4H + =2H 2 O 2H 2 -4e - +4OH - =4H 2 O 2H 2 -4e - =4H + O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - 例 2 ：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 成的甲烷燃料电池中 a 极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 ： 。 KOH 溶液 CH4 O 2 H 2 O a