高中化学课件4.2.1_一次电池_二次电池.
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一次电池和二次电池的区别-锌锰干电池构造-一次电池电极反应方程式一次电池和二次电池的区别一次电池只能放电一次,二次电池可反复充放电循环使用,可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化,因此设计时必须调节这些变化,而一次电池内部则简单得多,因为它不需要调节这些可逆性变化,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池,但内阻远比二次电池大,因此负载能力较低,另外,一次电池的自放电远小于二次电池。
•电源:化学电源化学电源是能够实际应用的原电池,化学电池是将化学能转变成电能的装置,它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池:(1)普通锌锰干电池构造简单,价格便宜,但放电时间短,放电后电压下降较快。
负极:正极:总反应式:(2)碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电。
负极是正极是电解质是负极:正极:总反应式:(3)锂电池用金属锂作负极,石墨作止极,电解质溶液由四氯化铝锂溶解在亚硫酰氯组成。
负极:正极:总反应式:(4)锌银电池负极是Zn,正极是,电解质是KOH。
负极:正极:总反应式:这种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电,常制成纽扣式微型电池,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
二次电池:(1)蓄电池:蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池,也称二次电池。
其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。
由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。
①酸性铅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铝的铅锑合金格板做正极,两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中,放电时,电极反应为:负极:Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极:PbO2+SO42-十4H++2e-=PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4十2H2O放电后,正负极板上都沉积有一层PbSO4,放电到一定程度之后又必须进行充电,充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接,将负极上的PbSO4还原成Pb,而将正极上的PbSO4氧化成PbO2,充电时发生放电时的逆反应:阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极:PbSO4+2H2O=PbO2+SO42-+4H++2e-总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+H2SO4②碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。
一、一次电池(锌锰干电池)常见的锌锰干电池的构造如图所示。
其中,石墨棒作正极,氯化铵糊作电解质溶液,锌筒作负极。
在使用过程中,电子由锌筒(负极)流向石墨棒(正极),锌逐渐消耗,二氧化锰不断被还原,电池电压逐渐降低,最后失效。
这种电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行),属于一次电池。
总反应Zn + 2MnO 2 + 2NH 4+ === Zn 2+ + 2MnO(OH) + 2NH 3↑负极 Zn ﹣2e - === Zn 2+正极2MnO 2 + 2NH 4+ + 2e - === 2MnO(OH) + 2NH 3↑二、二次电池有些电池放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环,这种充电电池属于二次电池。
常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等,目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。
1. 铅酸蓄电池工作原理Pb +PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O第12讲 化学电池知识导航知识精讲4 4 2 4 4 22. 锂离子电池以钻酸锂-石墨锂电池为例:Li1-x CoO2 + Li x C6 LiCoO2 + 6CLi CoO + Li C=== LiCoO+ 6C【答案】LiC6﹣xe-=== 6C+ xLi+ Li1-x CoO2 + xLi+ + xe-=== LiCoO2三、燃料电池燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,具有清洁、安全、高效等特点。
燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。
1.氢氧燃料电池【答案】2H2- 4e-=== 4H+2H2 +4OH-- 4e-=== 4H2OO2 + 4H+ +4e-=== 2H2O O2 +2H2O + 4e-=== 4OH-2.甲烷燃料电池【答案】CH4 + 2H2O - 8e-=== CO2 + 8H+ CH4 + 10OH--8e-===CO32-+ 7H2O2O2 +8H+ +8e-=== 4H2O 2O2 + 8e-+4H2O === 8OH-CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O CH4 + 2O2 + 2OH-===CO32-+ 3H2O经典例题题型一:化学电池的分类及特点【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是A.镍镉电池B.锌锰电池C.铅蓄电池D.氢氧燃料电池【答案】D【详解】A.镍镉电池中含有镍镉重金属,对环境有污染,故A错误;B.锌锰电池中含有锌、锰元素,对环境有污染,故B错误;C.铅蓄电池中含有铅重金属,对环境有污染,故C错误;D.氢氧燃料电池最终生成水,水对环境无污染,故D正确;故选:D。