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中学常见原电池归纳大全(经典)-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII中学化学中常见原电池归类中学化学中常见原电池简介：1、银锌纽扣电池(碱性介质)负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2正极(Ag2O)：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag2、碱性锌-锰干电池：负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2正极(C或金属棒)：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH-电池总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)23、铅蓄电池：铅蓄电池是一种蓄电池，它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。
在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。
放电（作原电池）时的电极反应为：负极（Pb）：Pb＋SO42－－2e－＝ PbSO4正极（PbO2）：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝ PbSO4＋2H2O电池总反应式： Pb＋PbO2＋2H2SO4 ＝ 2PbSO4＋2H2O4、锂电池：负极：Li－e－＝Li+正极：MnO2＋e－＝MnO2－总反应：Li ＋ MnO2＝ LiMnO25、镍镉电池：负极：Cd＋2OH－－2e－＝Cd(OH)2正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e-＝2Ni(OH)2+2OH-总反应：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O＝2Ni(OH)2＋Cd(OH)26、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池，其负极反应式：H2＋2OH－－2e－＝2H2O正极反应式：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－＝2Ni(OH)2＋2OH－总反应式为：H2＋2NiO(OH)＝2Ni(OH)27、铝—空气—海水电池：负极反应式：4Al－12e－＝4Al3+；正极反应式：3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)38、Al─NaOH─Mg电池：负极（Al）：2Al－6e－＋8OH－＝2AlO2－＋4H2O正极（Mg）：6H2O＋6e－＝3H2↑＋6OH－总反应式：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－ + 3H2↑【拓展思考】若改成Al─HNO3(浓)─Cu电池，则负极： Cu－2e－＝Cu 2+，正极： 2NO3－＋4H+＋2e－＝2NO2↑＋2H2O ；总反应式：。
9.3化学能的利用【教学目标】：知识与技能目标：1. 了解人类利用能源的简史和能源的种类。
2. 能结合常见的化学反应认识到化学能可以转化为热能。
3. 了解化学能可以直接转化为电能过程与方法目标：1.通过观察学习原电池实验知道化学能可以直接转化为电能。
2.通过思考学习了解到氢氧燃料电池的原理情感态度与价值观目标：1.通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。
2.养成良好的科学思考习惯，体验科学的魅力。
【教学重点】：化学能的利用【教学难点】：原电池及氢氧燃料电池的原理【教学用具】：铜锌原电池装置【作业检测】1.氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用，其主要原因是( )燃烧时产生能量低于同质量的其他燃料B、水资源受到严重污染，原料匮乏C、氢气燃烧产物对环境有污染D、制氢气耗能大，成本高2.有关能源的下列说法不正确的是（）A、煤、石油、天然气均为化石能源B、化石能源是非再生能源C、氢能是可再生能源D、氢能、核能均是无污染的高效能源3．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须集中处理的问题被提上议事日程，其主要原因是 ( )A．可以卖钱，增加经济收人B．回收电池中的石墨C防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染D．利用电池外壳的金属材料4.下列有关认识不正确的是（）A、究竟属于可再生能源B、氢能是未来最理想的能源之一C、人类应更多利用太阳能、风能、地热能等新能源D、天然气是一种可再生的新型清洁能源5.（2015•攀枝花）下列有关能源的叙述正确的是（）A．石油是一种可再生资源B．大量使用化石能源会造成大气污染，因此反应该停止化石能源的开采和利用C．人类需要的能量都是由化学反应产生的D．目前没有大量氢能源，是由于氢气的制取成本高，贮存困难二、填空题1.当今世界最重要的三大化石燃料是＿＿、＿＿、＿＿，这些埋藏在地下不能再生的燃料资源将日趋枯竭，这将迫切需要人们开发新能源，如开发利用＿＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿＿等。
9.3 浅谈氢能源一、来源广泛，可再生：除空气中含有的氢气外，它主要是以化合物的形态贮存于水中，在水分子中，氢的重量占11％，而地球是“二山七水一分田”，水是大量存在的。
据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比世界上所有矿物燃料放出的热量还要大9000倍；另外还可以从煤气和天然气中得到，也可通过太阳能、生物细菌分解农作物秸秆和有机废水中得到。
氢燃料可再生和重复利用，不存在枯竭问题，海洋、湖泊、江河就是我们的“氢矿”。
二、热值高：除核燃料外，它的燃烧热值，在所有的矿物燃料、生物燃料、化工燃料中名居榜首，每千克高达28900千卡，是汽油热值的3倍；三、燃烧产物是水，无污染：品质最纯洁，氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净，它自身燃烧后只生成水，而不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒尘粉等对人体有害的污染物质，而且它燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。
氢能源的三大缺点一、不能大量廉价地制取氢气：氢气的制取都是从—次性能源转化而来，目前制取氢气的方法主要有：煤、焦碳气化制氢，天然气或石油产品转化制氢，各种工业生产的尾气回收或焦化厂、氯碱厂副产氢以及水电解制氢等。
作为化工原料的含氢气体基本采用化石燃料制取，而作为工业氢气、石化行业加氢用的氢气，基本采用前面提及的含氢气体或工业生产的含氢尾气利用变压吸附法(PSA)或膜法分离或水电解法制取，这些制取方法国内外均有一定的成熟经验。
但均需消耗很多能量，使制得的氢气价格较贵。
二、运输、贮存不方便：氢气可燃，在运输、贮存中碰撞或遇到高温或氢气不慎泄漏都可能导致火灾爆炸等危险。
三、在使用中存在安全隐患：点燃氢气前必须验纯，氢气燃烧迅速，使用过程中可能导致能源的浪费。
氢能源的发展方向一、利用太阳能等能源来分解水制取氢气二、寻找高效催化剂在常温下能分解水制取氢气三、利用海中微生物来分解水制取氢气氢能的诸多优点，赢得了人们的青睐。
一致认为，用氢能取代碳氢化合物能源，将是一个重要的发展趋势。
9.3 几种常见电池
电池是利用氧化还原反应即电子转移反应由化学能转变成电能从而产生电流的装置，又称化学电池。
在这种装置中化学反应不经过热能直接转换成电能。
若反应不可逆或不能再生者称为一次电池或原电池，如通常用的干电池；若反应可逆，由外部供给电能可再生者称为二次电池或蓄电池，如铅电池等。
一般将电池分为原电池、蓄电池和燃料电池三类。
1．原电池
原电池是利用化学反应得到电流、放电完后不能再重复使用的电池，故又称为一次性电池。
其特点是水电解或放出气体，因而需用去极化剂将气体除去，所以反应不可逆，待电极材料或反应物之一耗尽，电流即降低，最终无法再用。
这类电池轻便，用途甚广，种类亦多，常用的有锌锰干电池、镁锰干电池、锌汞电池（钮扣电池）、锂－铬酸电池等。
①锌－锰干电池
包在外面的锌壳为负极，插在中央的石墨棒是正极的导电材料，两极间充满二氧化锰、氯化锌和氯化铵的糊状混合物作为电解质。
用火漆封固成干电池。
1868年发明后屡经改进，沿用至今。
电池电动势通常为1.5伏。
电池符号可表示为：
（-）Zn∣ZnCl2、NH4C l(糊状)∣MnO2∣C(石墨)(+)
在电解质中加入氯化锌，分隔成若干层成为积层干电池，体积更小，重量轻，材料利用合理，电压因串联而提高，适于通信。
其缺点是产生的氨气能被炭棒吸附，引起极化导致电动势较快地下降。
若用高导电的糊状氢氧化钾电解质代替氯化氨，正极导电材料改为钢筒，让二氧化锰层紧靠钢筒，就变成碱性锌锰干电池。
由于无气体生成，内电阻较低，故电动势稳定，还能借充电再使用数次。
②空气电池
分干湿两种，均以锌为负极，活性碳吸附空气中之氧（连炭棒）为正极。
电解质为氯化铵或氢氧化钠，用淀粉粘成糊状者为干型，保持溶液状态者为湿型。
其特点是提高了电池效率。
由于正极电阻减小，容量较锌－锰干电池高40～50%，重量却减轻30～40%，适于作电话交换机及交通信号（铁路）电源。
③耐寒干电池
在锌－锰电池基础上用氯化钙、氯化锌、氯化铵或氯化锂以至有机胺为电解质，旨在提高电导和降低凝固温度，适用于边防、极地、火箭、气象观测等部门。
新型品种尚有二氧化铅－高氯酸电池、银－锌电池、镁－银（铜）电池等。
④耐热干电池
主要有汞干电池，亦称R－M电池（以发明者Ruben及制作者Mallry的首字母作商标），以锌为负极，氧化汞－石墨为正极，氢氧化钾－氧化锌为电解液，两极间的隔离胶质为羧甲基纤维素、聚苯乙烯及多孔性聚乙烯醇膜等。
该电池的特点是可耐100℃高温，容量大，电压波动小（1年只降低5%），适用于火箭、人造卫星。
⑤微型电池
主要是锂电池，是20世纪70年代开发的新型化学电源，可用作心脏起搏、生物遥控监视器、手表、手机及计算器等的电源。
以锂为负极，各种锂盐的惰性非水溶剂（环酯、酰胺、三氯氧磷）的溶液为电解质，锰、铜、鉍、铅的氧化物、碘等为正极。
可做成钮扣式、圆柱形或薄币式。
其特点是供电连续，长时间（3～5年）不间歇，电流很小（微安～毫安量级），电压稳定，使用温度范围宽广（－50～60℃）。
2．蓄电池
蓄电池不仅能使化学能转化为电能，还可借助其他电源使反应逆向进行，是一种可逆电池，又称二次电池。
由所用电解质的酸碱性质不同又分酸性蓄电池和碱性蓄电池，最常用的是酸性铅蓄电池，简称铅蓄电池。
它是目前所有二次电池中使用最广泛、技术最成熟的电池。
①铅（酸）蓄电池
铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极，由另一组充满二氧化铅的铅锑合金板做正极，两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸（密度为1.2～1.3g·cm-3）溶液中而构成。
电池符号为：
（-）Pb∣H2SO4∣PbO2(+)
隔离板用耐酸、耐氧化、不溶出有害物质的绝缘材料制成，电槽多用具铅衬里的塑料加
工。
铅蓄电池具有充、放电可逆性好，能大电流放电，稳定可靠，价格低廉等优点，也有笨重和硫酸漏溢及腐蚀等缺点。
铅蓄电池系大容量稳定电池，正常情况下的电动势为2.1V，可反复充电1000次以上，主要用作汽车、柴油机车的启动电源，以及搬运车辆、坑道及矿山车辆和潜艇的动力电源和变电站的备用电源。
近年来改用硅胶将酸稠化，克服了漏溢的缺点，并在性能、结构、原材料选择等方面，尤其在轻量高能化和免维护密闭化等方面有了惊人的进展。
②碱蓄电池
早年使用者为爱迪生电池，以铁为负极，氢氧化镍－镍为正极，以氢氧化钾为电解质。
现今多用镉代铁为负极，其特点是可在－20～45℃应用，并且经久（7～25年）耐震。
③充电电池
主要有镍－镉电池及银－锌电池，以相应的金属及其氧化物（制成粉末或粘稠状物）为正、负极，氢氧化钾为电解质，其特点是形状小、重量轻、性能稳定，其容量为普通电池的20倍以上，可充电1000次以上。
适用于电视摄像机、通信及水下电器及空间飞船的供电需要。
3．燃料电池
燃料电池与前述两类电池的主要差别在于，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时不断地从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。
因此，燃料电池是名符其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能连续和直接转化为电能?quot;能量转换器"，具有清洁（无污染物放出）和高效（能量转换率高达80%以上）等优点。
据科学家预言，燃料电池将成为新世纪获得电力的重要途径，是继水力、火电、核能发电之后的第四类发电形式--化学能发电。
燃料电池以氢气、联氨、甲醇、煤气、天然气等还原剂为负极反应物，以氧气、空气等氧化剂为正极反应物。
为了使燃料电池便于进行电极反应，要求电极材料兼备催化剂的功能。
可用多孔碳、多孔镍、铂、钯等贵金属以及聚四氟乙烯等作电极材料。
电解质有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质以及高聚物电解质离子交换膜等数种。
下面简介两种燃料电池：
①碱性氢氧燃料电池
这种电池是国际上20世纪50～70年代大力研究、开发，并于60年代就成功应用于美国Gemini载人宇宙飞船的一种燃料电池，具有较高的能量转换率（≥60%）、高比功率和高比能量的优点。
它用30～50%的KOH为电解质，工作温度在100℃以下。
燃料是氢气，氧化剂是氧气，理论电动势为1.23V。
电池反应为：1/2O2＋H2→H2O。
电池图式为：
（-）C∣H2∣KOH∣O2∣C(+)
有人认为，该电池的材料便宜，若能改用天然气作燃料，则它比唯一已经商业化的磷酸型燃料电池的成本还要低。
②磷酸型燃料电池
磷酸型燃料电池是进展最快、技术最成熟的燃料电池，它代表了燃料电池的主要发展方向。
目前世界上正在运行的100多个燃料电池发电系统中有90%是磷酸型燃料电池，其中最大容量的是东京电能公司1991年建成的11MW磷酸型燃料电池发电厂。
它采用磷酸为电解质，利用廉价的碳材料为骨架。
除以氢气为燃料外，还可利用甲醇、天然气、声调煤气等低廉的燃料，与碱性燃料电池相比，最大的优点是它不需要CO2处理设备。
尚待解决的问题是因催化剂结块而导致表面积收缩、催化剂活性降低和进一步降低设备费用等。
