新教材第一節原電池第2課時

化學電源鋁片銅片用多少橙子可以給iphone充電水果電池實用嗎？鋁片銅片用多少橙子可以給iphone充電2380水果電池實用嗎？①目前化學電池主要分為哪幾個大類？在性能等方面它們各有什么特點？

②化學電池與其他能源相比有哪些優點？③判斷電池的優劣標準主要是什么？［學與問］在日常生活和學習中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應用嗎？閱讀教材P95-96頁并回答問題：電池化學電池太陽能電池原子能電池——將化學能轉換成電能的裝置——將太陽能轉換成電能的裝置——將放射性同位素自然衰變時產生的熱能通過熱能轉換器轉變為電能的裝置①電池的分類［學與問1］化學電池一次電池二次電池燃料電池燃料:鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池

:又稱充電電池或蓄電池放電后經充電可使電池中的活性物質獲得重生，恢復工作能力，可多次重復使用。:是一種連續地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電源,又稱連續電池:電池中的反應物質消耗到一定程度，就不能再次利用。氧化劑:天然氣、煤氣等H2、甲醇、O2或空氣鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池用于“神六”的太陽能電池筆記本電腦專用電池手機專用電池攝像機專用電池各式各樣的紐扣電池能量轉換效率高，供能穩定可靠;可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組;使用方便，易于維護，并可在各種環境下工作.②化學電池與其他能源相比有哪些優點？［學與問2］判斷電池優劣的主要標準【討論】如果你擁有一臺筆記本電腦，你希望電腦中的電池有哪些優點？電容量大，工作壽命長，充電時間短，體積小，質量輕，性價比高等③判斷電池的優劣標準主要是什么？(1)比能量(2)比功率(3)電池的儲存時間的長短［符號(W·h/kg)，(W·h/L)］指電池單位質量或單位體積所能輸出電能的多少[符號是W/kg，W/L)]指電池單位質量或單位體積所能輸出功率的大小［學與問3］一次電池，也叫做干電池，放電后不可再充電。常見的一次電池有普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、紐扣式銀鋅電池等。一、一次電池(干電池)1、普通鋅錳電池負極:正極:電解質溶液鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結構NH4Cl:填充NH4Cl、MnO2的黑色粉末頂蓋有銅帽的石墨鋅制桶形外殼普通鋅錳干電池的結構

缺點：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液普通鋅錳電池一、一次電池(干電池)負極：正極：電池反應：電解質：KOHZn+2OH--2e-

=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2［思考］該電池的正負極材料和電解質．堿性電池

2、堿性鋅錳干電池優點：只能一次使用，不能充電；價格較貴.比能量和儲存時間有所提高，不會氣漲或漏液。缺點:適用于大電流和連續放電。(氫氧化氧錳)(Zn)(MnO2)一、一次電池(干電池)練習1:堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應式為：Zn

s

＋2MnO2

s

＋H2O

l

＝Zn

OH

2

s

＋Mn2O3

s

下列說法錯誤的是（）A

電池工作時，鋅失去電子B

電池正極電極反應式為：

2MnO2

s

＋H2O

l

＋2e

＝Mn2O3

s

＋2OH

aq

C

電池工作時，電流由負極通過外電路流向正極D

外電路中每通過0

2mol電子，鋅的質量理論上減小C6

5g3、鋅銀電池—紐扣電池正極(Ag2O)：ZnAg2O負極(Zn)正極(Ag2O)電解質(KOH)電池總反應：Zn+Ag2O=ZnO+2AgZn+2OH--2e-=ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-負極(Zn)：

優點：比能量大，電壓高、穩定，低污染。

用途：手表、相機、心率調節器等，適宜小電流連續放電。KOH一、一次電池(干電池)除顫器

植入式心臟復律除顫器鋰一次電池其它一次電池一種用于心臟起博器的微型電池具有容量大、壽命長和電壓穩定特點。該電池的電極材料分別是石墨和鋰，電解質溶液為等物質的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液。這種電池的總反應為8Li+3SOCl2＝6LiCl+Li2SO3+2S，則該電池的負極反為

,正極反應為

.

3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-

規律：對鋰電池，一般負極為:Li-e-=Li+888Li-e-=Li+即，可以反復___電和___電，放充二、二次電池[也叫可充電電池]特點：是電池發展的一個重要方向。發生氧化還原反應的物質(電極、電解質溶液)大部分消耗后，又可以通過充電而恢復其供電能力。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛蓄電池。負極(Pb)正極(PbO2)電解質(H2SO4)放電過程已知：PbSO4難溶于水

放電充電Pb-2e-=負極：正極：PbO2+2e-=注意：若電極反應產生的離子可以與電解質溶液中的離子反應，則要疊加寫進電極反應式中。以Pb、PbO2作為電極板交替排列，濃硫酸做電解質溶液注意:不是可逆反應！(—)(+)1、鉛蓄電池+SO42-

PbSO4請分析反應中的電子轉移情況+4H+PbSO4+SO42-

+2H2O鉛蓄電池充電的反應則是上述反應的逆過程[課本P97]二、二次電池①放電過程負極：

Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：

PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O②充電過程還原反應氧化反應充電過程總反應：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4[電池對外供電][電池外接電源]缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環境優點：可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉PbSO4+2e-=Pb+SO42-2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-陰極：陽極：(接電源負極)(接電源正極)

放電充電口訣：“正接正，負接負”放電原理充電原理練2.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時的電池反應如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O，根據此反應判斷下列敘述中正確的是（）A．需要定期補充H2SO4

B．放電時，正極附近溶液PH增大C．放電時，PbO2得電子，被氧化

D．電池充電時，溶液密度增大。E.電池放電時，每轉移2mol電子，負極減少207克

BD×√√××2、銀鋅蓄電池反應式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O充電放電正極殼：填充Ag2O和石墨負極蓋：填充鋅汞合金電解質：KOH溶液寫出電極反應式:負極：

正極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-二、二次電池練3：銀-鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2

Ag2O+Zn+H2O放電充電判斷下列說法正確的是（）A.放電時，Zn為負極，Ag2O為正極B.放電時正極附近溶液PH升高C.充電時，當有3.6克水生成，電池中轉移電子數為0.2NAD.溶液中陰離子向正極方向移動，陽離子向負極方向移動AB負極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-√×√×……2e-3、鎘鎳電池負極材料：

；正極材料：涂有

，電解質：

溶液。

寫出放電時的電極反應式：特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復使用。負極：

正極：反應式如下：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)22NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-CdNiO(OH)KOH其它二次電池：鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……二、二次電池練4.化學電池在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應用。(1)目前常用的鎳鎘(Ni-Cd)電池,其電池總反應可以表示為:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2(2)廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環境污染物,有資料表明,一節廢鎳鎘電池可以使1m2的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重,這是因為

。

Cd(OH)2和Ni(OH)2能溶于酸性溶液生成有毒的重金屬離子等②④已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸,以下說法正確的是

①放電時Cd作正極②放電時Ni元素被還原③充電時化學能轉變為電能④放電時化學能轉變為電能(3)另一種常用的電池——鋰電池(鋰的相對原子質量為7),由于它的比容量(單位質量電極材料所能轉換的電能)特別大而廣泛應用于心臟起搏器,一般使用時間可長達十年,它的負極由金屬鋰制成,電池總反應可表示為Li+MnO2=LiMnO2。試回答:鋰電池比容量特別大的原因是

。

鋰電池中的電解質溶液需用非水溶劑配制,為什么這種電池不能使用電解質的水溶液?請用化學方程式表示其原因:

。鋰的摩爾質量小2Li+2H2O=2LiOH+H2↑[課本P97資料卡片——鋰離子電池]Li1-xCoO2+LixC6

LiCoO2+6C放電充電放電總反應負極

正極

4.鋰離子電池Li1-xCoO2+LixC6

=LiCoO2+6CLiC6﹣xe-=6C

+xLi+

Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2以鈷酸鋰—石墨鋰電池為例：二、二次電池充電總反應陰極

陽極

LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC66C

+xLi+

+xe-=LiC6LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+Li1-xCoO2+LixC6

LiCoO2+6C放電充電4.鋰離子電池以鈷酸鋰—石墨鋰電池為例：二、二次電池三、燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；②反應產物不斷排出；③能量轉化率高,可超過80%

(火力發電約30%多)，有利于節約能源。

缺點：體積較大、附屬設備較多

優點：能量轉換率高、清潔、對環境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規律燃料電池與前幾種電池的差別：

①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極②電極材料一般不參加化學反應，只起傳導電子的作用。負極：2H2–4e-

=4H+正極：O2+4H++4e-

=2H2O負極：2H2+4OH-–4e-

=4H2O正極：O2+2H2O+4e-

=4OH-—

有效地防止電解質溶液對外殼的腐蝕總反應：2H2+O2=2H2O總反應：2H2+O2=2H2O問:一段時間后，溶液酸性

PH:

減小問:一段時間后，溶液堿性

PH:

減小增大減小①酸性電解質（H2SO4)②堿性電解質（KOH)√記住√記住⑴氫氧燃料電池注意：沒有“點燃”條件固體燃料電池介質電池反應：

2H2+O2

=2H2O

負極正極負極

正極2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H++4e-=2H2O

改變燃料H2正極：2O2+4H2O+8e-

=8OH-負極：CH4+10OH-–8e-

=CO32-+7H2OCH4

+2O2

=CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-

=CO32-+2H2OCH4O21、CH4—空氣燃料電池負極區：通入H2、CO、CH4、C2H5OH等正極區：通入O2、空氣等氧化性氣體酸性條件下正極：2O2+8H++8e-

=4H2O負極：CH4–8e-+2H2O

=CO2

+8H+

堿性條件下問：反應后溶液的pH如何變化？pH減小。總反應式:COCO—空氣—H2SO4燃料電池正極式：負極式：CO—空氣—KOH燃料電池C2H5OH—空氣—H2SO4燃料電池C2H5OH—空氣—KOH燃料電池C2H5OH注意：所有燃料電池

酸性條件下，正極：O2+4e-+4H+

=2H2O堿性條件下，正極：O2+4e-+2H2O=4OH-

改變燃料O2負極區：通入H2、CO、CH4、C2H5OH等正極區：通入O2、空氣等氧化性氣體練5.一種新型熔融鹽燃料電池具有高發電效率而倍受重視。現有Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，一極通CO氣體，另一極能O2和CO2的混合氣體，制作650℃時工作的燃料電池，其電池總反應是2CO+O2

=2CO2。則下列說法中正確的是（）A．通CO的一極是電池的正極B．負極電極反應是：O2+2CO2+4e-=2CO32-C．熔融鹽中CO32-的物質的量在工作時保持不變

D．正極發生氧化反應C關于燃料電池負極：燃料（H2、CO、烴類、肼、甲醇、氨、煤氣……）正極：O2電解質：①酸性溶液

②堿性溶液

③熔融金屬氧化物

④熔融碳酸鹽正極電極方程式O2+4H++4e-

=2H2OO2+2H2O+4e-

=4OH-O2+4e-=2O2-O2+4e-+2CO2=2CO32-減少污染節約資源四、環保問題——電池的回收利用綠色環保電池:指近年來研制開發和使用的高性能、無污染電池。綠色電池種種①金屬氫化物鎳電池:與鎘鎳電池有相同的工作電壓(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合金儲氫材料作為負極活性物質，取代了致癌物質鎘，使其成為一種綠色環保電池。②鋰離子蓄電池:由碳作負極，嵌鋰的金屬氧化物作正極和有機電解質構成，其工作電壓為36伏，因此一個鋰離子電池相當三個鎘鎳或金屬氫化物鎳電池。③可充電堿錳電池:是在堿性鋅錳原電池基礎上發展起來的，由于應用了無汞化的鋅粉及新型添加劑，不僅保持了原電池的電流放電特性，而且能充電使用幾十次至幾百次。④太陽能電池:利用P—N結的光電效應，把太陽光能直接轉換成電能，滿足用戶需要。這種發電具有無需燃料、無污染、無噪聲、運行簡單可靠、減少維護、建設周期短等特點，已被空間和無常規能源的地域廣泛采用。1、下列有關電池的說法不正確的是（）。

A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池

B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極

C．甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能

D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極B2.鋰電池是一代新型高能電池，它以質量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應為：

Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應為Li－e-=Li+B、Li是負極，電極反應為Li－e-=Li+C、Li是負極，電極反應為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負極，電極反應為Li－2e-=Li2+B3.隨著人們生活質量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要