【正文】 開發(fā)了先進的銀鋅、鎳鎘電池技術。 19751983, 為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。 19791987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。 19981992, 為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。 20 銀 鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為： 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 放電 充電 此電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質是（ ） (OH)2 D 電極反應： 負極： Zn2e+2OH=Zn(OH)2 正極： Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH 21 鎘鎳電池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放 電 充電 負極材料： Cd； 正極材料： 涂有 NiO2， 電解質： KOH溶液。 反應式如下： 寫出電極反應式。 特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復使用。 22 鎳 —鎘可充電電池可發(fā)生如下反應： Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知，該電池的負極材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放電 充電 A. Cd （ A ） B. NiO(OH) D. Ni(OH)2 C. Cd(OH)2 電極反應： 負極： Cd2e+2OH=Cd(OH)2 正極： 2NiO(OH)+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH 23 大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池 是利用 氫氣、天然氣、甲醇 等燃料與 氧氣或空氣 進行電化學反應時釋放出來的化學能直接轉化成電能的一類原電池。目前 燃料電池的能量轉化率可達近 80%，約為火力發(fā)電的 2倍 。這是因為火力發(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的 噪聲 及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零 ； 燃料電池發(fā)明于 19世紀 30年代末，經(jīng)反復試驗、改進，到 20世紀 60年代才開始進入實用階段。第一代燃料電池的 大致情況如下： (三 )燃料電池 24 鎳氫（ MHNi) 電池 堿性 電池總反應 ： 1/2H2 + NiO(OH) = Ni(OH)2 負極： 1/2H2 + OH e = H2O 正極： NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OH 25 氫氧燃料電池工作原理 介質 電池反應： 2H2 +Ｏ ２ = 2H2O 酸性 負極 正極 中性 負極 正極 堿性 負極 正極 2H2 4e = 4H+ O2 + 4H+ + 4e= 4H2O 2H2 4e = 4H+ O2 + 2H2O + 4e= 4OH 2H2 +4OH 4e = 4H2O O2 + 2H2O + 4e= 4OH 26 固體氫氧燃料電池 固體電解質介質 電池反應： 2H2 +Ｏ ２ = 2H2O 負極 正極 負極 正極 2H2 4e +2O2－ = 2H2O O2 + 4e= 2O2－ 2H2 4e = 4H+ O2 + 4H+ + 4e= 2H2O 27 它是以兩根金屬鉑片插入 KOH溶液 中作電極，又在兩極上分別通入甲烷 和氧氣。電極反應為： 負極： 正極： 電池總反應： 2O2+ 4H2O +8e= 8OH CH4+ 10OH 8e= CO32 + 7H2O CH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O 甲烷新型燃料電池 分析溶液的 pH變化。電解質為 KOH溶液 若用 C2H CH3OH呢？ 28 C2H6燃料電池、電解質為 KOH溶液 負極： 正極： 電池總反應： CH3OH燃料電池、電解質為 KOH溶液 負極： 正極： 電池總反應： 7O2+ 14H2O +28e=28OH 2C2H6+ 36OH 28e= 4CO32 + 24H2O 2C2H6+ 7O2 +8KOH = 4K2CO3 + 10 H2O 3O2+6H2O +12e= 12OH 2CH3OH+ 16OH 12e= 2CO32 + 12H2O 2CH3OH+ 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6 H2O 29 C4H空氣 燃料電池、電解質為熔融 K2CO3, 用稀土金屬材料作電極（具有催化作用） 負極： 正極： 電池總反應： 13O2 +52e + 26CO2 =26CO3 2 2C4H10 52e + 26CO32 = 34 CO2+ 10H2O 2C4H10+ 13O2 = 8CO2 + 10 H2O 30 鋁 ——空氣燃料電池（海水）： 負極： 正極： 電池總反應： 3O2 +12e + 6H2O =12OH 4Al 12e = 4Al3+ 4Al +3O2 +6H2O = 4Al(OH)3 31 ； ，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣； ； ，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。 三、原電池的主要應用： 32 (1)比較金屬活動性強弱。 例 1： 下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是 ； ，乙溶解，甲 上有 H2氣放出 ； –還原反應中，甲比乙失去的電子多 ； ，甲比乙的氧化性強； （ C） (四 )原電池原理應用： 33 (2)比較反應速率 例 2 ： 下列制氫氣的反應速率最快的是 粗鋅和 1mol/L 鹽酸； B. A. 純鋅和 1mol/L 硫酸； 純鋅和 18 mol/L 硫酸； C. 粗鋅和 1mol/L 硫酸的反應中加入幾滴 CuSO4溶液。 D. （ D ） 原電池原理應用： 34 (3)比較金屬腐蝕的快慢 例 3： 下列各情況，在其中 Fe片腐蝕由 快 到 慢 的順序是 (5) (2) (1) (3) (4) 原電池原理應用： 35 例 4： 下列裝置中四塊相同的 Zn片，放置一段時間后腐蝕速 率由 慢 到 快 的順序是 (4) (2) (1) (3) 36 (4)判斷溶液 pH值變化 例 5： 在 CuZn原電池中， 200mLH2SO4 溶液的濃度為, 若工作一段時間后，從裝置中共收集到 ，則流過導線的電子為 ———— mol,溶液的 pH值變 _________？（溶液體積變化忽略不計） 解得： y ＝ (mol) x ＝ (mol) ＝ ＝ (mol/L ) ∴ pH ＝ 答： …… － 根據(jù)電極反應： 正極： 負極： Zn－ 2e＝ Zn2+ 2H++2e ＝ H2↑ 得： 2 2 x y 解： 2 c(H+)余 ∴ 2H+ —— 2e——H2↑ 大 原電池原理應用： 37 (5)原電池原理的綜合應用 例 6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。 1)“熱敷袋”是利用 放出熱量。 2)炭粉的主要作用是 。 3)加入氯化鈉的主要作用是 。 4)木屑的作用是 。 鐵被氧化 與鐵屑、氯化鈉溶液構成原電池，加速鐵屑的氧化 氯化鈉溶于水、形成電解質溶液 使用“熱敷袋”時受熱均勻 原電池原理應用： 38 （廣東） 9．科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發(fā)電。電池負極反應為： A . H2＋ 2OH－ ＝ 2H2O＋ 2e－ B. O2＋ 4H＋ ＋ 4e－ ＝ 2H2O C. H2＝ 2H＋ ＋ 2e－ D. O2＋ 2H2O＋ 4e－ ＝ 4OH－ C 高考真題 （廣東） 12．為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是 A. 將青銅器放在銀質托盤上 B. 將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C. 將青銅器保存在潮濕的空氣中 D