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课件网) 选 择 性 必 修 一 学 化 J S 第二单元 化学能与电能的转化 2 化学电源 根据原电池的反应原理，人们设计和生产出了形形色色的化学电源，包括一次电池、二次电池和燃料电池等。它们在生产、生活和国防等诸多领域得到了广泛的应用。 一、化学电源的分类 一次电池 在化学电源中，常见的是一次电池。一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是干电池，如普通锌锰干电池、碱性锌锰电池等。 包括：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌纽扣电池等 1. 普通锌锰干电池是最早进入市场的实用电池，其构造如图1-10所示。 学以致用 负极：Zn－2e－ + 2NH4+ = [Zn(NH3)2]2+ + 2H＋ 正极：MnO2 + H+ + e － =MnOOH 总反应为： Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnOOH 负极 正极 电解质 普通锌锰干电池制作简单、价格便宜，但存在放电时间短、放电后电压下降较快等缺点。 氯化铵溶液显酸性，会跟锌皮发生反应，使用一段时间后电池会鼓胀，漏液。后来把氯化铵换成了碱性的物质，制成了碱性锌锰干电池。 碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，它的比能量［电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位为（W·h）/kg或（W·h）/L］大，能提供较大电流并连续放电。目前，在我国碱性锌锰电池正在逐渐代替普通锌锰干电池。 碱性锌锰电池的构造如图1-11所示，其电池总反应式为：2MnO2 ＋ Zn ＋ 2H2O=2MnOOH＋ Zn(OH)2 氢氧化氧锰 请指出该电池的正、负极，并写出该电池的电极反应式。 负极 正极 电解质 负极：Zn－2e－ + 2OH － = Zn(OH)2 正极：MnO2 + H2O + e － =MnOOH + OH － 优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，比能量大，能提供较大电流并持续放电 2. 一种银锌纽扣电池（构造示意图见1-12）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ZnO，请写出该电池的 电极反应式和电池总反应式。 总反应式为：Zn +Ag2O + H2O == 2Ag + Zn(OH)2 负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 负极 正极 电解质 优点：电池比能量大，电压稳定，存储时间长，适宜小电流持续放电 二次电池 二次电池又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，因此二次电池可以多次重复使用。 包括：铅蓄电池、镍铬电池、锂电池、锂离子电池等 铅蓄电池是最常见的二次电池。由于铅蓄电池的性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电，所以在生产和生活中使用广泛，如汽车等机动车辆多数使用这种蓄电池。 铅蓄电池的缺点是比能量低，废弃后 会污染环境等。 铅蓄电池由两组平行的栅状铅合金极板交替排列作为主架，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb，电解质是硫酸。 铅蓄电池的放电反应是原电池反应，其电极反应式和电池总反应式为： 铅蓄电池的充电反应是上述反应的逆过程： 铅蓄电池的充、放电原理可以用下列化学方程式表示： 由铅蓄电池的电池反应可以看出，随着放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减小，人们常常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电。 在电能转化为化学能的装置中，人们常将发生氧化反应的电极叫做阳极，发生还原反应的电极叫做阴极。 随着信息技术的发展，为了适应移动通信、便携式电脑和各种电子产品等的广泛使用，科研工作者不断研制出小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。目前已开发出镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和 锂离子电池等新型二次电池。 2019年三位锂离子电池科学家获诺贝尔化学奖 与其他化学电池一样，锂离子电池也是由正极、负极和电解质溶液三部分组成的。正极材料多采用磷酸铁锂（LiFePO ... ...
