1.掌握一次電池、二次電池、燃料電池的工作原理2.學(xué)會(huì)分析常見(jiàn)幾類電池的電極方程式
2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了三位科學(xué)家以表彰他們?cè)阡囯x子電池發(fā)展上做出的貢獻(xiàn),瑞典皇家科學(xué)院稱“他們創(chuàng)造出了一個(gè)可充電的世界”。
一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀,不流動(dòng),也叫作干電池
知識(shí)點(diǎn)一 · 一次電池
鋅筒為 極,石墨棒為 極,在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作 。
總反應(yīng)為: Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)
負(fù)極:Zn-2e- + 2NH4+ = [Zn(NH3)2]2+ + 2H+ 正極:2MnO2 + 2H+ + 2e - =2MnO(OH)
書寫步驟:①在總反應(yīng)式畫雙線橋——判斷正負(fù)極;②寫出好寫的一級(jí)電極反應(yīng)式;③用總反應(yīng)減去電極反應(yīng)式得到另一個(gè)電極反應(yīng)式;④檢查電荷守恒,質(zhì)子守恒,物料守恒
優(yōu)點(diǎn):制作簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜缺點(diǎn):放電時(shí)間短,放電后電壓下降快
請(qǐng)?jiān)噷懗鲈撾姵氐碾姌O方程式
總反應(yīng): Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+ 2MnOOH
負(fù)極:Zn-2e- + 2OH - = Zn(OH)2 正極:2MnO2 + 2H2O + 2e - =2MnOOH + 2OH -
優(yōu)點(diǎn):相比普通鋅錳干電池,電流穩(wěn)定,放點(diǎn)容量、放點(diǎn)時(shí)間增大,不會(huì)漏液
銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池,Zn作 極,Ag2O作 極,電解質(zhì)溶液為KOH溶液。
Zn +Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2
負(fù)極:Zn-2e-+ 2OH-==Zn(OH)2 正極:Ag2O + H2O +2e-==2Ag + 2OH-
注意:在寫電極產(chǎn)物時(shí),要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。
構(gòu)成:正極板覆蓋 ,負(fù)極板上覆蓋 ,電解質(zhì)是 。
二次電池又稱充電電池或蓄電池,該類電池即可放電也可以充電
知識(shí)點(diǎn)二 · 二次電池
負(fù)極: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正極: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O
充電反應(yīng)就是上述反應(yīng)的逆反應(yīng)
PbSO4 =Pb+ SO42-
PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42-
陰極: 與外接電源負(fù)極相連
陽(yáng)極: 與外接電源正極相連
注意:1.鉛蓄電池放電時(shí),pH增大2.鉛蓄電池放電時(shí),正負(fù)極質(zhì)量均增加
①電子由負(fù)極向正極移動(dòng),即為放電;電子由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)即為充電
②充電時(shí),陽(yáng)極與外接直流電源的正極相連,陰極與外界直流電源的負(fù)極相連
負(fù)接負(fù),變陰極;正接正,變陽(yáng)極
1.充電電池兩極和兩極反應(yīng)物的判斷:
① 先寫出放電時(shí)的正負(fù)極,以及正負(fù)極反應(yīng)式。
要點(diǎn)一 · 二次電源??紗?wèn)題歸納
②陰極反應(yīng)=負(fù)極反應(yīng)式的逆過(guò)程→發(fā)生還原反應(yīng) 陽(yáng)極反應(yīng)=正極反應(yīng)式的逆過(guò)程→發(fā)生氧化反應(yīng)
2.充電電池電極反應(yīng)式的書寫:
陰極反應(yīng)式=負(fù)極反應(yīng)式的逆反應(yīng)→發(fā)生還原反應(yīng) 陽(yáng)極反應(yīng)式=正極反應(yīng)式的逆反應(yīng)→發(fā)生氧化反應(yīng)
Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2
Ni2O3+3H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-
Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
(只能是堿性電解質(zhì)溶液)
Fe(OH)2 +2e-=== Fe+2OH-
2Ni(OH)2+2OH- -2e-=== Ni2O3+3H2O
3.溶液中離子的移動(dòng)方向:
① 放電時(shí),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。
(陽(yáng)正陰負(fù),陰陽(yáng)相吸)
② 充電時(shí),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。
① 要區(qū)分電極周圍的pH值以及總反應(yīng)的pH值
② 若兩級(jí)消耗或生成的OH-(或H+)的物質(zhì)的量相等,則溶液pH的變化視溶液的酸堿性及是否有水生成而定。
4.pH變化規(guī)律的判斷:
鉛蓄電池自1859年由普蘭特發(fā)明以來(lái),至今已有150多年的歷史,技術(shù)十分成熟,是全球使用最廣泛的化學(xué)電源。但其體積和重量一直無(wú)法獲得有效的改善,十分笨重,對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng),循環(huán)使用壽命短。
現(xiàn)在常用的鉛蓄電池、堿性電池其實(shí)早在19世紀(jì)就被發(fā)明出來(lái)了,現(xiàn)代社會(huì)急需一種體積更小、重量更輕、循環(huán)壽命長(zhǎng)的電池。
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本20頁(yè)的拓展視野,嘗試分析鋰離子電池的結(jié)構(gòu)以及工作原理。
多采用磷酸鐵鋰等可供鋰離子嵌入或嵌脫結(jié)構(gòu)的化合物
大多數(shù)是碳素材料,可以極大地提高鋰電池的充電放電的電量和次數(shù)。
非水、非質(zhì)子性的有機(jī)溶劑。
在充放電過(guò)程中,鋰離子在正、負(fù)極間不斷地進(jìn)行可逆脫嵌。
6C+ xLi + + xe-= LixC6
Li(1-x)CO2 + LixC6= LiCO2 +6C
LixC6- xe-=6C+ xLi +
Li(1-x)CO2+ xe-+ xLi + = LiCO2
LiCO2 - xe- = Li(1-x)CO2+ xLi +
鋰離子電池應(yīng)用及其廣泛,從小型電子移動(dòng)設(shè)備手機(jī)到大型機(jī)動(dòng)車輛等等

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