化学电源 空气电池 锂电池

干电池 上图是锌－锰干电池

1 、干电池 --- 普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于 中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极， 在石墨棒的周围由内向外依次是 A ： 二氧化锰粉末（黑色） 用于吸收 在正极上生成的氢气（以防止产生极 化现象）； B ：用饱和了氯化铵和氯 化锌的淀粉糊作为电解质溶液。

电极反应式为： 负极（锌筒）： Zn – 2e - === Zn 2+ 正极（石墨）： 2NH e - === 2NH 3 + H 2 H 2 + 2MnO 2 === Mn 2 O 3 + H 2 O 总反应： Zn + 2NH MnO 2 === Zn NH 3 + Mn 2 O 3 + H 2 O 干电池的电压大约为 1.5V ，不能充电 再生。

随着用电器朝着小型化、多功 能化发展的要求，对电池的发展 也提出了小型化、多功能化发展 的要求。

体积小、性能好的碱性锌－锰电 池应运而生。这类电池的重要特 征是电解液由原来的中性变为离 子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增 长，使放电电流大幅度提高。

铅蓄电池

2 、铅蓄电池 铅蓄电池可放电也可以充电，一般用 硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳 （防止酸液的泄漏）；设有多层电极 板，其中正极板上有一层棕褐色的二 氧化铅，负极是海绵状的金属铅，正 负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板 隔开（以防止电极之间发生短路）； 两极均浸入到硫酸溶液中。

放电时为原电池，其电极反应如下： 负极： Pb + SO e - === PbSO 4 正极： PbO 2 + 4H + + SO e - === PbSO 4 + 2H 2 O 总反应式为： Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ====== 2PbSO 4 + 2H 2 O 当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将 不断降低，当溶液的密度降到 1.18g/ml 时应停止使用进行充电，充 电时为电解池，

银锌电池 锌汞电池

3 、银锌电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由 正极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗 称钮扣电池）。盒内正极壳一端填充 由氧化银和石墨组成的正极活性材料， 负极盖一端填充锌汞合金组成的负极 活性材料，电解质溶液为 KOH 浓溶 液。

电极反应式如下： 负极： Zn + 2OH - -2e - === ZnO + H 2 O 正极： Ag 2 O + H 2 O + 2e - === 2Ag + 2OH - 电池的总反应式为： Ag 2 O + Zn ====== 2Ag + ZnO 电池的电压一般为 1.59V ，使用寿 命较长。

4 、碱性蓄电池 这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很 多，且拾携带很方便。 Ni-Cd 电池： Cd + 2NiO(OH) + 2H 2 O ====== 2Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2 Ni-Fe 电池： Fe + 2NiO(OH) + 2H 2 O ====== 2Ni(OH) 2 + Fe(OH) 2

（ 碱性可充电电池及简易充电座）

锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电池 的负极，跟用相同质量的其他金属作 负极相比较，使用寿命大大延长。 使用锂电源的手机与手提电脑

5 、微型锂电池 常用于心脏起搏器、手机的一种微型 电池，一般用金属锂作负极，石墨作 正极，电解质溶液为溶有四氯化铝锂 （ LiAlCl 4 ）的亚硫酸氯（ SOCl 2 ）。 电池的总反应式如下： 8Li + 3SOCl 2 ====== 6LiCl + Li 2 SO 3 + 2S 这种电池的容量大，电 压稳定，能在 C C 的大 范围温差内正常工作

日本产海水电池 以海水电池为能源的航海标志灯

6 、海水电池 1991 年，我国科学家首创以铝 --- 空气 --- 海水为材料组成的新型电池，用作 航海标志灯。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。

其电极反应式如下： 负极： 4Al – 12e - === 4Al 3+ 正极： 3O 2 + 6H 2 O + 12e - === 12OH - 总反应式为： 4Al + 3O 2 + 6H 2 O === 4Al(OH) 3 这种电池的能量比普通干电池高 倍！

新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化 剂物质全部贮藏在电池内，而是在 工作时，不断从外界输入，同时将 电极反应产物不断排出电池

7 、氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池， 主要用于航天领域。其电极材料一般 为活化电极，具有很强的催化活性， 如铂电极、活性碳电极等。电解质溶 液一般为 40% 的 KOH 溶液。 电极反应式如下： 负极： 2H 2 + 4OH - -4e - === 4H 2 O 正极： O 2 + 2H 2 O + 4e - === 4OH - 总反应式： 2H 2 + O 2 === 2H 2 O

使用氢氧燃料电池动力的法国产标致 TAXI

例 1 ：航天技术上使用的氢氧燃料电池具 有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃 料电池有酸式和碱式两种，它们放电时 的总反应都可以表示为 2H 2 +O 2 =2H 2 O ， 酸式电池中电解质是酸，其负极反应可 表示为， 则其正极反应式为 ______________ _ 。碱式电池的电解 质是碱，其正极反应式为 ，则其 负极反应可表示 ____________ ________ 。 O 2 +4e - +4H + =2H 2 O 2H 2 -4e - +4OH - =4H 2 O 2H 2 -4e - =4H + O 2 +2H 2 O+4e - =4OH -

例 2 ：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然 使用方便，却受到价格和来源的限制。常用 的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、 汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构 成的甲烷燃料电池中 a 极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 ： 。 KOH 溶液 CH4 O2O2 H2OH2O a b CH 4 +10OH - - 8e - =CO H 2 O CH 4 +2O 2 +2KOH= K 2 CO 3 +3H 2 O

8 、熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率 化学电池，在加拿大等少数发达国家 己接近民用工业化水平。按其所用燃 料或熔融盐的不同，有多个不同的品 种，如天然气、 CO 、 --- 熔融碳酸盐 型、熔融磷酸盐型等等，一般要在一 定的高温下（确保盐处于熔化状态） 才能工作。

下面以 CO---Li 2 CO 3 + Na 2 CO 空 气与 CO 2 型电池为例加以说明： 总反应式为： 2CO + O 2 === 2CO 2 该电池的工作温度一般为 C 负极反应式： 2CO + 2CO e - === 4CO 2 正极反应式： O 2 + 2CO 2 + 4e - === 2CO 3 2-

例 3 、 (99 理综 ) 熔融盐燃料电池具有 高的发电效率, 因而受到重视. 可用 Li 2 CO 3 和 Na 2 CO 3 的熔融盐混合物用 电解质,CO 为阳极燃气, 空气与 CO 2 的 混合气为阴极助燃气, 制得在 6500 ℃ 下工作的燃料电池, 完成有关的电池 反应式 : 负极反应式 :, 正极反应式 :O 2 +2CO 2 +4e=2CO 3 2- 总电池反式 :. 2CO+2CO e - =4CO 2 2CO+O 2 =2CO 2

原电池电极反应式的书写注意事项： （ 1 ）负氧正还。 （ 2 ）要注意溶液的酸碱性，适当的 在电极方程式两边添加 H + 、 OH — 、 H 2 O ，以遵循电荷守恒和质量守恒。 （ 3 ）要注意电极反应产物是否与电 解质溶液发生反应。 小结

金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到 的气体或液体进行化学反应而腐 蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。 其本质是金属原子失去电子被氧 化的过程。 金属的腐蚀及其防护

⑴化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀电化腐蚀 条件条件 金属跟非金属单质 直接接触 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 现象现象 无电流产生有微弱电流产生 本质本质 金属被氧化较活泼金属被氧化 联系联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍

⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以 Fe 为例） 析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 （ pH ＜ 4.3 ） 水膜酸性很弱或 中性 电极反应 电极反应 负极 正极 总反应式 O 2 +2H 2 O+4e - =4OH — 2H + +2e - =H 2 ↑ Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 ↑ 2Fe+O 2 +2H 2 O =2Fe(OH) 2 Fe - 2e — = Fe 2+

（ 3 ）金属防护的几种重要方法 ①改变金属内部的组织结构， 制成合金。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③电化学保护法，即将金属 作为原电池的正极或电解池的阴 极而受到保护。

小结 在同一电解质溶液中，金属腐蚀 的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引 起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的 腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的 阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀 ＞无防腐条件的腐蚀

市场上出售的 “ 热敷袋 ” 其主要成分 是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水 等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其 与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻 揉搓就会放出热量，使用完后，会发现 有大量的铁锈存在，请回答下列问题： （ 1 ）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ （ 2 ）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又 起了什么作用？ （ 3 ）试写出有关的电极反应式和化学方 程式。

（ 1 ）利用铁被氧气氧化时放热反应 所放出的热量。（ 2 ）碳粉的主要作用 是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池， 加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成 了电解质溶液。 （ 3 ）负极： 2Fe - 4e - ===2 Fe 2+ ， 正极： O 2 +2H 2 O +4e - =4OH - ， 总反应方程式是： 4 Fe+3O 2 +6H 2 O=== 4Fe(OH) 3