4.2 化学电源 课件 (3)
文档属性
| 名称 | 4.2 化学电源 课件 (3) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 877.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-07-12 09:58:17 | ||
图片预览
文档简介
课件25张PPT。化学电源空气电池锂电池［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？ 电池化学电池太阳能电池原子能电池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电 池①目前化学电池主要分为哪几个大类？
在性能等方面它们各有什么特点？
产生电能的基本原理是什么？
②化学电池与其他能源相比有哪些优点？
③判断电池的优劣标准主要是什么？【思考】知识点1：化学电池1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池
②二次电池又称充电电池——蓄电池
③燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准:①能量转换效率高，供能稳定可靠。②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。③易维护，可在各种环境下工作。①比能量［符号(W·h/kg)，(W·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少②比功率[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③电池的储存时间的长短各类电池各种电池锂电池干电池空气电池干电池 上图是锌－锰干电池知识点2.一次电池 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。1. 干电池---普通锌锰电池 电极反应式为： 负极（锌筒）：Zn – 2e- === Zn2+ 正极（石墨）：2NH4+ + 2e - === 2NH3 + H2?? ????????????? ? H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ +2NH3 + Mn2O3 + H2O 干电池的电压大约为1.5V，不能充电再生。 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酸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。2.碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOH——Zn——MnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2［思考］该电池的正负极材料和电解质． 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。 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。3. 银锌电池 电极反应式如下： 负极：Zn + 2OH- -2e- === Zn(OH) 2 正极：Ag2O + H2O + 2e- === 2Ag + 2OH- 电池的总反应式为：
Ag2O + Zn + H2O ==== 2Ag + Zn(OH) 2 电池的电压一般为1.59V，使用寿命较长。
锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。 使用锂电源的手机与手提电脑
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池，一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液为溶有四氯化铝锂（LiAlCl4 ）的亚硫酸氯（SOCl2 ）。电池的总反应式如下： 8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S? 这种电池的容量大，电压稳定，能在-56.70C--- +71.10C的大范围温差内正常工作
4. 微型锂电池 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
负极： ；正极： 。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S 1991年，我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。5. 海水电池其电极反应式如下： 负极：4Al – 12e- === 4Al3+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e- === 12OH-
总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3
这种电池的能量比普通干电池高20---50倍！
铅蓄电池知识点3.二次电池 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。1. 铅蓄电池 放电时为原电池，其电极反应如下： 负极：Pb + SO42- - 2e - === PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - === PbSO4 + 2H2O 总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 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， 碱性蓄电池
这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且拾携带很方便。 ?? ?????????????????????????????????????2.镍镉电池 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 负极：Cd+2OH-－2e==Cd(OH)2
正极：2NiO(OH) + 2H2O+2e-==2Ni(OH)2+ 2OH-
Cd + 2NiO(OH) + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 3.镍氢电池负极： H2-2e-+2OH-=2H2O
正极：2NiO(OH )+ 2H2O+2e-==2Ni(OH)2+ 2OH-2NiO(OH )+H2 ==2Ni(OH)2
在性能等方面它们各有什么特点？
产生电能的基本原理是什么？
②化学电池与其他能源相比有哪些优点？
③判断电池的优劣标准主要是什么？【思考】知识点1：化学电池1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池
②二次电池又称充电电池——蓄电池
③燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准:①能量转换效率高，供能稳定可靠。②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。③易维护，可在各种环境下工作。①比能量［符号(W·h/kg)，(W·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少②比功率[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③电池的储存时间的长短各类电池各种电池锂电池干电池空气电池干电池 上图是锌－锰干电池知识点2.一次电池 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。1. 干电池---普通锌锰电池 电极反应式为： 负极（锌筒）：Zn – 2e- === Zn2+ 正极（石墨）：2NH4+ + 2e - === 2NH3 + H2?? ????????????? ? H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ +2NH3 + Mn2O3 + H2O 干电池的电压大约为1.5V，不能充电再生。 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酸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。2.碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOH——Zn——MnO2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2［思考］该电池的正负极材料和电解质． 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。 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。3. 银锌电池 电极反应式如下： 负极：Zn + 2OH- -2e- === Zn(OH) 2 正极：Ag2O + H2O + 2e- === 2Ag + 2OH- 电池的总反应式为：
Ag2O + Zn + H2O ==== 2Ag + Zn(OH) 2 电池的电压一般为1.59V，使用寿命较长。
锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。 使用锂电源的手机与手提电脑
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池，一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液为溶有四氯化铝锂（LiAlCl4 ）的亚硫酸氯（SOCl2 ）。电池的总反应式如下： 8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S? 这种电池的容量大，电压稳定，能在-56.70C--- +71.10C的大范围温差内正常工作
4. 微型锂电池 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
负极： ；正极： 。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S 1991年，我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。5. 海水电池其电极反应式如下： 负极：4Al – 12e- === 4Al3+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e- === 12OH-
总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3
这种电池的能量比普通干电池高20---50倍！
铅蓄电池知识点3.二次电池 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。1. 铅蓄电池 放电时为原电池，其电极反应如下： 负极：Pb + SO42- - 2e - === PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - === PbSO4 + 2H2O 总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 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， 碱性蓄电池
这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且拾携带很方便。 ?? ?????????????????????????????????????2.镍镉电池 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 负极：Cd+2OH-－2e==Cd(OH)2
正极：2NiO(OH) + 2H2O+2e-==2Ni(OH)2+ 2OH-
Cd + 2NiO(OH) + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 3.镍氢电池负极： H2-2e-+2OH-=2H2O
正极：2NiO(OH )+ 2H2O+2e-==2Ni(OH)2+ 2OH-2NiO(OH )+H2 ==2Ni(OH)2