高一化学必修二第三章第二节化学电源精选PPT.ppt
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1、高一化学必修二第三章第二节化学电源1第1页,此课件共37页哦学与问在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电池学与问在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电池的其它应用吗?的其它应用吗?电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置通过热能转换器转变为电能的装置碱性锌锰电池、锌银电池、碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。电池
2、、锂离子电池等。广泛应用于通讯、交通、文广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也高科技、军事、生产行业也有特殊应用。有特殊应用。2第2页,此课件共37页哦知识点知识点1:化学电池:化学电池1)概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2)分类分类:一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如:干电池如:干电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池3)优点优点:4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准:能量转换效率高,供能稳定可靠。能量转换效率高,供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量
3、和电压的电池和可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便。电池组,使用方便。易维护,可在各种环境下工作。易维护,可在各种环境下工作。比能量比能量符号符号(Wh/kg),(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率符号是符号是W/kg,W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短3第3页,此课件共37页哦锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各各类类电电池池知识点知识点2:各类电池:各类电池4第4页,此课件共
4、37页哦空气电池空气电池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 5第5页,此课件共37页哦1 1、干电池、干电池(普通锌锰电池)普通锌锰电池)干电池用锌制桶形外壳作负干电池用锌制桶形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围的石墨作正极,在石墨周围填充填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作电和淀粉作电解质溶液,还解质溶液,还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2,防止产生极化现象。,防止产生极化现象。电极总的反应式为:电极总的反应式为:Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4
5、Cl=ZnClCl=ZnCl2 2+Mn+Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O一、一、一次电池一次电池6第6页,此课件共37页哦练:写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方练:写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。程式。负极负极正极正极总反应总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了?它已经不能正常供电了?_我们在使用干电我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能是池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能是干电池中的什么成分起了作用?干电池中的什么成分起了作用?Zn-2e-=
6、Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2,H2+2MnO2=Mn2O3+H2O锌筒变软,电池表面变得不平整锌筒变软,电池表面变得不平整MnO2Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4Cl=ZnClCl=ZnCl2 2+Mn+Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O7第7页,此课件共37页哦碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池负极:负极:正极:正极:电池反应:电池反应:电解质:电解质:KOHZnZnMnOMnO2 2Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考
7、思考该电池的正负极材料和电解质该电池的正负极材料和电解质8第8页,此课件共37页哦干电池干电池负极负极:Zn2e-Zn2 普通锌锰干电池:普通锌锰干电池:(-)Zn ZnCl2、NH4Cl(糊状)(糊状)石墨石墨(nO2)(+)正极正极:2NH4+2e-2NH3H2 总电池反应方程式总电池反应方程式:2NH4ClZnZnCl22NH3H2 缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液 改进后碱性锌锰电池的优点:改进后碱性锌锰电池的优点:电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。Zn+2MnO2+2H2O=
8、2MnOOH+Zn(OH)29第9页,此课件共37页哦2 2、迷你型电池、迷你型电池 优点:电压高、稳定,低污染。优点:电压高、稳定,低污染。用途:手表、相机、心率调节器用途:手表、相机、心率调节器 HgO(S)+Zn(S)=Hg(l)+ZnO(S)Ag2O(S)+Zn(S)=2Ag(l)+ZnO(S)10第10页,此课件共37页哦3 3、锂电池、锂电池锂电池:锂电池:(-)LiLi(S S)LiILiI(晶片)(晶片)I I2 2(+(+)锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2):8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2
9、SOSO3 3+2S+2S负极:负极:;正极:;正极:。用途:质轻、高能用途:质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域。度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e8Li-8e-=8Li=8Li+3SOCl3SOCl2 2+8e+8e-=6Cl=6Cl-+SO+SO3 32-2-+2S+2S11第11页,此课件共37页哦铅蓄电池、镍铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池镉电池、镍氢电池、锂离子电池1.铅蓄电池铅蓄电池1)正负极材料正负极材料正极:正极:PbO2负极:负极:Pb2)工作机
10、制工作机制电解质:电解质:H2SO4溶液溶液铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分为放电和充电两个过程为放电和充电两个过程二、二次电池二、二次电池12第12页,此课件共37页哦放电过程总反应:放电过程总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2OPb(s)+SO42-2e-=PbSO4(s)正极:正极:PbO2(s)+4H+SO42-+2e-=2PbSO4(s)+2H2O氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极:负极:放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程13第13页,此
11、课件共37页哦Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO42PbSO4(s)+2H2O(l)充电过程充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-还原反应还原反应阴极:阴极:阳极:阳极:PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+4H+SO42-氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应:充电过程总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程:铅蓄电池的充放电过程:放电放电充电充电14第14页,此课件共37页哦3)优缺点简析优缺点简析缺点:缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废
12、弃电池污染环境优点:优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池电池15第15页,此课件共37页哦2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨,负极盖填充锌汞合和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液金,电解质溶液KOHKOH。反应式为:。反应式为:2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出电极反应式。写出电极反应式。充
13、电充电放电放电1970-1975,1970-1975,1970-1975,1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,1975-1983,1975-1983,1975-1983,为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,1979-1987,1979-1987,1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家
14、能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,1998-1992,1998-1992,1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。16第16页,此课件共37页哦银银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电放电充电充电此电池放电时,负极上发生反应
15、的物质是(此电池放电时,负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD电极反应:电极反应:负极:负极:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极:正极:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-17第17页,此课件共37页哦3 3、镉镍电池、镉镍电池NiO2+Cd+2H2ONi(OH)2+Cd(OH)2放放电电充电充电负极材料:负极材料:CdCd;正极材料:正极材料:涂有涂有NiONiO2 2,电解质:电解质:KOHKOH溶液。溶液。反应式如下:反应式如下:特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。18第18页,此课件共37页哦镍镍
16、镉可充电电池可发生如下反应:镉可充电电池可发生如下反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是由此可知,该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电A.Cd(A)B.NiO(OH)D.Ni(OH)2C.Cd(OH)2电极反应:电极反应:负极:负极:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极:正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-19第19页,此课件共37页哦大有发展前景的燃料电池大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学
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