第一章_化学电源

Pb + PbO2 + 2H2SO4 = PbSO4 + H2O
不溶于水的白 色(báisè)沉淀
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锂电池
放电(fàng diàn)是原电池原理； 充电是电解原理
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3、新型 燃料电池 (xīnxíng)
• 原理相同： • 工作时发生的仍然是氧化还原反应 • 特点： • 工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入
KOH 溶液，电极反应为
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
总反应为 Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是 ( )
A．在使用过程中，电池负极区溶液的 pH 增大
B．在使用过程中，电子由 Ag2O 经外电路流向 Zn 极
燃料电池等
随意(suíyì)丢弃，对生态环境和人体健
C．化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护 康危害很大，所以废旧电池应回收利
用。
D．废旧电池可以随意丢弃
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二、化学 电源 (huàxué)
（各类电池
） (diànchí)
锂电池
干电池
叠层电池 2021/12/11
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当堂(dānɡ tánɡ)检测
3． 我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，
海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生
电 流 。 电 池 总 反 应 为 4Al ＋ 3O2 ＋
6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是 (

• 973项目：国家重大基础研究，电池方向至2011年共8项 • 2012年：
高比能直接甲醇燃料电池关键纳米材料与纳米结构研究 碳基燃料固体氧化物燃料电池体系基础研究 基于贵金属替代的新型动力燃料电池关键技术和理论基础研究 纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面研究
• 另外太阳能电池方向约有6项
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国家项目与政策支持：
• 国家863项目：节能与新能源汽车重大专ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，十一五经费达12亿元，
十二五一期经费为7.38亿元，其中1/3用于电池
• 十城千辆：首批13城市，总共25城市，电动车规模试 验
• 节能减排：电池是高效绿色能源 • 十二五期间国家优先发展七大战略新兴产业：节能环保、
新能源、新一代信息技术、生物、高端装备制造业、新材料、新能源汽车
• 2）20世纪90年代的发展主要是电子通讯工业的推动：手机、通讯基站、 MP3、MP4等
• 3）电动汽车与新能源储能对电池是一个巨大的推动。EV，HEV，863节能 与新能源汽车重大专项，十城千辆工程，财政补贴
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• 4）新材料的发展也促进了电池的发展：MH， LiC6、SOFC中的高温密封材料等
H. Freeman and Company New York，2006.
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参考期刊
国际
国内
J. Power Sources
• 电池 • 电源技术 • 电池工业 • 蓄电池
Solid State Ionics Fuel Cell Electrchemica Acta Electrochemical communication J. Electrochem Soc.
• Electrochemical power source, battery, cell • 手电筒中用的干电池和汽车蓄电池是两种在外

H2SO4(aq)
PbO2 Pb
(2)放电时的反应
铅蓄电池放电时,正负极质量均增大,H2SO4浓度减小
项目
反应方程式
负极
Pb+SO42--2e- PbSO4
正极
PbO2+4H++SO42-+2e- PbSO4+2H2O
充放电总反应 方程式
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+2H2O(l)
易错提醒 在原电池反应中,当Fe作负极时,一般反应生成Fe2+,而不是Fe3+。
[对点训练2] 高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持 稳定的放电电压。高铁电池放电时的总反应为
3Zn+2K2FeO4+8H2O═3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题: (1)高铁电池的负极材料是_____Z_n______,放电时负极反应式为 _____Z_n_+_2_O_H__--_2_e_-═__Z_n_(_O_H_)_2_____________________。 (2)放电时,正极发生____还__原______(填“氧化”或“还原”)反应;正极反应式为 __F_e_O_42_-_+_3_e_-+_4_H__2O_____F_e_(O__H_)_3+__5_O_H_-__。放电时,______正______(填“正”或 “负”)极附近溶液的碱性增强。
[对点训练1] 如图所示是两种常见的化学电源示意图,下列说法不正确的是( C )
A.甲电池属于一次电池 B.甲电池放电时,电子从锌筒经外电路到石墨电极 C.乙电池的负极反应式为Pb-2e-═Pb2+ D.乙电池放电时,H2SO4溶液物质的量浓度减小

3．将铜和锌用导线连接插入到盐酸中，关 于该装置的叙述，正确的是( ) A．锌是负极，铜的表面有气泡 B．电子从铜极经外电路流向锌极 C．溶液中Cl－向铜极移动 D．溶液的pH基本没有变化
解析：选A。锌失去电子，电子从负极流向 正极，电流方向与电子流向相反，B错；原 电池中阴离子流向负极，C错；H＋在正极得 电子生成H2，所以溶液中H＋浓度降低，pH 增大，D错。
2．(原创题)在下图中的8个装置中，属于原 电池的是哪几个？
解析：构成原电池要有四个基本条件。a.电 解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活 泼，另一个相对较不活泼。两个电极直接或 间接地连接在一起，并插入电解质溶液中； c.能自发地发生氧化还原反应；d.形成闭合 回路。④⑥⑦符合上述条件。
答案：④⑥⑦
即时应用
3．(2012·郑州高二统考)可用于电动汽车的 铝空气燃料电池通常以NaCl溶液或NaOH溶 液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极 为正极，下列说法正确的是( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时， 正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为 Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
第三，书写时特别注意两极反应生成的离子能 否在电解液中共存，若不能共存，则该离子还 应与电解质溶液中的某种离子发生反应。
4．充放电后溶液pH的变化 充放电后溶液pH的变化与两极反应有密切关 系，可通过电极反应式加以判断。仍以高铁 电池为例：放电时负极消耗OH－，负极附近 溶液碱性减弱，充电时阴极产生OH－，阴极 附近OH－浓度增大，碱性增强。
答案：Pt 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Zn Zn －2e－===Zn2＋
要点2 可充电电池