【选修四】高中化学知识点：化学电源

化学电源

1、定义：

化学电源是将化学能变成电能的装置。包括一次电源、二次电源和燃料电池等几大类。

2、一次电池：

(1)碱性锌锰干电池：

负极材料：Zn

电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

正极材料：MnO2

电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2

(2)银锌纽扣电池：

负极材料：Zn

电极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

正极材料：Ag2O

电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－

总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag

3、二次电池

(1)铅蓄电池：负极材料：Pb，正极材料：pbo2

电解质溶液为30%H2SO4溶液

①放电时的反应：

负极反应：Pb－2e－＋SO42-===PbSO4

正极反应：PbO2＋2e－＋SO42-＋4H＋===PbSO4＋2H2O

总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O

②充电时的反应：

阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42-

阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42-

总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4

(2)锂电池：负极材料：锂，正极材料：石墨，

电解质：LiAlCl4、SOCl2，

放电时的反应：

负极反应：8Li－8e－===8Li＋

正极反应：3SOCl2＋8e－===SO32-＋2S＋6Cl－

总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S

4、燃料电池：

(1)氢氧燃料电池

①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。

②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由外部供给

(2)铝—空气—海水电池：

负极材料：铝片，正极材料：铂片，

电解质溶液：海水，

负极反应：4Al－12e－===4Al3＋

正极反应：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－

总反应：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3

5、化学电源电极反应式的书写

书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据得失守恒、质量守恒和电荷守恒写出反应式。

电极反应式书写的一般方法有：

(1)拆分法

①写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

负极：Cu－2e－===Cu2＋。

(2)加减法

①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。

②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)。

③利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。