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第一节 化学反应与能量变化 (第4课时)
化学电池
第六章 化学反应与能量
通过阅读课本38-39页
1.认识化学电源的分类及特点。
2.了解一次电池、二次电池和燃料电池。
3.了解充电电池在充电和放电时，能量是如何转化的。
【学习目标】
【重难点】
电极方程式的书写
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑
专用电池
摄像机
专用电池
“神六”用
太阳能电池
生活中的电池
导
一次电池
二次电池
氢氧燃料电池等
放电后不可再充电的电池
一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。
连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池
又称可充电电池/蓄电池；一类放电后可以充电、反复使用的电池。
化学电源
化学电源：将化学能变为电能的装置
原电池是化学电源的雏形，常分为如下三类：
燃料电池
普通锌锰干电池
碱性锌锰电池
锌银纽扣电池
铅酸蓄电池
锂离子电池
镍氢电池
负 极：Zn - 2e－ ＝ Zn2+
正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O
总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2＝Zn2++ Mn2O3+ 2NH3↑+ H2O
优点：
制作简单、价格便宜
缺点：
放电时间短，电压下降快
一、一次电池
(1) 普通锌锰干电池
电极反应活性物质 负极：Zn
正极：MnO2
电极材料 负极：Zn
正极：石墨棒
离子导体 NH4Cl和ZnCl2混合物
0 +4 +2 +3
锌-锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来，对电器腐蚀。
为了防止泄露，给外壳套上金属筒或塑料筒，制成防漏电池。
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质
换成湿的 ，制成了 电池。
为什么锌锰干电池放置过久会失效？
NH4Cl
KOH
碱性锌锰
思考
碱性电池
电解液: 酸性 NH4Cl→碱性KOH（离子导电性更好）
负极：锌片→锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）
优点：能量储存时间有所提高，不易泄露
应用：个人音响、照相机等地首选电源。
（2）碱性锌锰干电池
电解液：KOH
负极（Zn）：
正极（C）：
总反应：
Zn-2e- +2OH- = Zn(OH)2
2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO(OH) + 2OH-
Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
0 +4 +2 +3
(2)碱性锌锰干电池
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
手机专用电池
摄像机专用电池
笔记本电脑专用电池
化学能
放电
充电
电能
二、二次电池 (可充电、反复使用)
(1)铅蓄电池
正极材料：PbO2
负极材料：Pb
电解液： H2SO4
负极：
正极：
总反应：
Pb + SO42- — 2e- ＝PbSO4
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝ PbSO4 + 2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放电
充电
（难溶于水）
放电：化学能转化为电能
+4 0 +2
铅蓄电池优点:
电压稳定
使用方便
安全可靠
价格低廉
充电：电能转化为化学能
放电:
后5分钟
完成导学提纲的深入学习和迁移应用；
存在的疑问写在【我有问题要问】
前8分钟
阅读课本第38-39页，回答下列问题：
1. 电动车、手机的电池属于一次电源还是二次电源？
2. 可充电电池的反应是可逆反应吗？
3. 充电电池在充电和放电时，能量是如何转化的？
4. 燃料电池中能量是如何转化的？
(1) 理论上任何氧化还原反应都可设计成原电池 (　　)
(2) 原电池中负极上发生氧化反应 (　　)
(3) 原电池中正极材料一定发生还原反应 (　　)
(4) 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　)
(5) 氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能(　　)
(6) 充电电池可以无限制地反复充电、放电(　　)
(7) 氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　 ）
×
×
×
√
判断正误
×
√
×
(2)镍镉充电电池
负极：
正极：
电解质：
优缺点：
应用：
Cd
NiO(OH)
KOH
可重复使用500次以上，体积小；
但镉有致癌作用，需要回收
用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等
镍
镉
电
池
负极：Cd -2e- +2OH- = Cd(OH)2
正极：2NiO(OH) + 2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2+2OH-
总反应：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
评
锂电池是新一代可充电绿色电池，寿命较长。
可用于笔记本电脑、手机、数码相机等低功耗电器。
锂电池以金属锂作负极，石墨作正极，
电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中组成
负极：8Li – 8e– = 8Li+
正极：3SOCl2 + 8e– = SO32– + 2S + 6Cl–
总反应：8Li + 3SOCl2 = 6Li+ + Li2SO3 + 2S + 6Cl–
注意:
此电池的电解液不能是某种物质的水溶液，因为锂和水反应
(3)锂电池
三、发展中的燃料电池
特点：①连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。
②电极材料本身不参与氧化还原反应
③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不
断地进行反应，生成物不断地被排除。
④能量转化率高(＞80%)，排放废物少。
⑤燃料电池的电极一般为惰性电极，且具有较强的催化性，
如铂电极、活性炭电极。
定义：一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。
构造示意图
常用燃料：氢气、甲烷、乙醇等。
常用作氧化剂
氢氧燃料电池工作原理
介质 电池总反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 酸性 负极
正极
碱性 负极
正极
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
1.危害:废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质,如随意丢弃,会对生态环境和人体健康造成危害。
2.处理方法:回收处理。
四、废旧电池的危害与处理
电池在许多方面都有应用， 军事上应用, 移动装置上的应用 ，居民家庭的应用，空间领域的应用 ，固定的应用 ， 运输上的应用等。一颗钮扣电池就能污染大约60万升水，相当于一个人一生的用水量，一节1号电池烂在土壤中，能使1平方米的土地失去农业利用价值。
早在1971年召开的国际环境会议上，就提出了对环境污染最严重的五大害：汞、镉、铅、滴滴涕（DDT）和多氯联苯（PCB），其中与电池污染相关的就有三种，即汞、镉、铅。上述三种金属广泛存在于电池中，使用者丢弃后，电池在环境中自然腐蚀，大部分有害物质以各种形态进入环境中，直接污染水资源，再通过食物链进入人体，危害着人们的健康生活。
既可以减少环境污染，又可以节约资源。
减 少 污 染节 约 资 源
结
1.如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法正确的是
A.铁环作为柠檬电池的正极
B.电流由铁环经导线流向发光二极管
C.负极的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋
D.可将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置
√
检
2.下列电池工作时，O2在正极得电子的是
解析　氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2=2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应。
A B C D

锌锰电池 铅酸蓄电池 氢氧燃料电池 镍镉电池
√
3.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe＋2O2=Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是
A.Fe极为电池正极
B.KOH溶液为电池的电解质溶液
C.电子由多孔碳极沿导线移向Fe极
D.5.6 g Fe参与反应，导线中转移
1.204×1023个电子
√
下节提示：
原电池正负极的判断及电极反应式书写

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