化学biu一biu,让你的化学biu起来~大家好,我是小天老师,今天将给大家讲讲发展中的化学电源

在上一讲中,我们详细的介绍了原电池,学习化学是为了更好的服务社会和生活,所以今天我们要讲的是发展中的化学电源。在这一讲的内容中,小天老师将带大家一起认识几种化学电源,了解开发利用新型电池的意义;了解使用化学电池对环境的影响。

本套讲义知识点讲解较为全面,适合查缺补漏和自学,需要必修二全套知识讲义的也可以私信小天老师,打印出来,学习效果更佳~

今天的知识要点有:1 常见的几种化学电源 2 废旧电池的问题

最后通过几个题目巩固加深本讲知识点,一定要做完再看解析哦。几天方程式比较多,所以很多截图,如果有不清楚的地方,欢迎与小天老师交流。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(1)

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(2)


(2)充电电池

要点诠释充电电池又称二次电池,它在放电时所进行的是氧化还原反应,在充电时可以逆向进行(一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电),使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现化学能转变为电能(放电)、再由电能转变为化学能(充电)的循环。

①铅蓄电池

铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳,在正极板上附着一层棕褐色PbO2,负极板上是海绵状金属铅,两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(3)

铅蓄电池的优点:电动势高,电压稳定,使用范围宽,原料丰富,价格便宜。

缺点:笨重,防震性差,易溢出酸液,维护不便,携带不便等。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(4)


②银锌蓄电池

银锌蓄电池是形似干电池的充电电池,其负极为锌,正极为附着Ag2O的银,电解液为40%的KOH溶液。电极反应:

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(5)

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(6)


③锂电池

元素周期表中IA族的锂(Li)——最轻的金属,也是活动性极强的金属,是制造电池的理想物质。锂电池是新一代可充电的绿色电池,已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(7)

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(8)


(3)燃料电池

①氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极,但具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应式为:

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(9)

②甲烷氧燃料电池

该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应式为:

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(10)

要点诠释

a.燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应,可以利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的热能直接转变为电能。

b.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。

c.燃料电池如果以氢气为燃料时,产物为水;以甲烷为燃料时,产物为水和二氧化碳,

d.燃料电池与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地

提供燃料和氧化剂,使反应能连续进行。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(11)

(4)海水电池

1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,用作航海标志灯的电源。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为:

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(12)

(5)发展中的化学电源

当今发展新型化学电源,不仅要在其高比能量、高比容量、长寿命方面取得长足的进步,而且更重要的是向“绿色电池”方向发展。除了前面介绍的锂电池、燃料电池外,还有可充式镍氢电池,它的化学成分主要由镍和稀土组成,不含汞,无污染,是“绿色电池”的佼佼者。它可连续充放电500次,每次充放电成本低,而且减少了对环境的汞污染。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(13)


要点二、废旧电池的问题

1、废旧电池的主要危害

我们日常所用的普通干电池,主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类,它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等。重金属对环境造成严重污染,威胁着人类的健康。

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(14)

2、废旧电池的回收利用

干电池中有Zn、Cu、C、MnO2、ZnCl2、NH4Cl、炭黑、石墨等单质和化合物。通过一系列的基本操作,可回收上述物质,用以补充部分化学实验的试剂。

Zn——用剪刀除去废电池外皮,洗净后剪碎晾干,即得锌片,可用于实验室制H2。如想得到锌粒,可将锌片放入铁坩埚中加强热使之熔化(Zn熔点410.6℃),熔化时会有少量ZnO白烟生成,熔化后除去浮渣,倒出冷却。依上法再熔化一次,倒在铁板上,在其凝固过程中将其割碎,即得锌粒。

铜片——把废旧电池上的铜帽取下砸扁,用煮沸的稀H2SO4洗涤,用水洗净晾干,得紫红色铜片。

碳棒——从废旧电池中取出,洗净即可,可用于电解池的电极。

氯化铵——洗涤干电池中黑色糊状物时,其不溶于水的物质基本是MnO2,氯化铵则溶于水中,将溶液过滤得澄清溶液,加热、蒸发、浓缩、结晶,即得氯化铵晶体。


高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(15)

类型一:常见的几种化学电源

高中化学必修一第四章必背方程式(高中化学学霸养成)(16)

【答案】D

【解析】由题中给出的电极反应可判断出做原电池时,H2是还原剂被氧化、NiO(OH)是氧化剂被还原,则充电时H2是还原产物、NiO(OH)是氧化产物,与正极相连的是阳极发生氧化反应,所以D选项正确。

【总结升华】本题考查二次电池中的氧化还原问题。原电池放电时,先要分析氧化剂与还原剂,氧化剂被还原、还原剂被氧化;充电时(电解池),将原电池负极反应式反着写为还原过程,发生在阴极,原电池中的正极反应反着写为氧化过程,发生在阳极。

类型二:废旧电池的问题

例2、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是(  )

A.利用电池外壳的金属材料

B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品

D.回收其中的石墨电极

【答案】B

【解析】主要原因是对环境的污染,尤其是重金属带来的污染。这也体现了社会物质文明的发展、精神文明的进步、政府对人民的人文关怀。

【总结升华】注意重金属的污染和回收利用。

今天的内容你掌握了吗?关于要点一几种常见的化学电源一定要熟记哦

,