化學(xué)電源

1、定義：

化學(xué)電源是將化學(xué)能變成電能的裝置。包括一次電源、二次電源和燃料電池等幾大類(lèi)。

2、一次電池：

(1)堿性鋅錳干電池：

負(fù)極材料：Zn

電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

正極材料：MnO2

電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－

總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2

(2)銀鋅紐扣電池：

負(fù)極材料：Zn

電極反應(yīng)：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

正極材料：Ag2O

電極反應(yīng)：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－

總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag

3、二次電池

(1)鉛蓄電池：負(fù)極材料：Pb，正極材料：pbo2

電解質(zhì)溶液為30%H2SO4溶液

①放電時(shí)的反應(yīng)：

負(fù)極反應(yīng)：Pb－2e－＋SO42-===PbSO4

正極反應(yīng)：PbO2＋2e－＋SO42-＋4H＋===PbSO4＋2H2O

總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O

②充電時(shí)的反應(yīng)：

陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42-

陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42-

總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4

(2)鋰電池：負(fù)極材料：鋰，正極材料：石墨，

電解質(zhì)：LiAlCl4、SOCl2，

放電時(shí)的反應(yīng)：

負(fù)極反應(yīng)：8Li－8e－===8Li＋

正極反應(yīng)：3SOCl2＋8e－===SO32-＋2S＋6Cl－

總反應(yīng)：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S

4、燃料電池：

(1)氫氧燃料電池

①氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池。

②燃料電池的電極本身不參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給

(2)鋁—空氣—海水電池：

負(fù)極材料：鋁片，正極材料：鉑片，

電解質(zhì)溶液：海水，

負(fù)極反應(yīng)：4Al－12e－===4Al3＋

正極反應(yīng)：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－

總反應(yīng)：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3

5、化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，首先要根據(jù)原電池的工作原理準(zhǔn)確判斷正、負(fù)極，然后結(jié)合電解質(zhì)溶液的環(huán)境確定電極產(chǎn)物，最后再根據(jù)得失守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒寫(xiě)出反應(yīng)式。

電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般方法有：

(1)拆分法

①寫(xiě)出原電池的總反應(yīng)，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

②把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，注明正、負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及電子得失守恒配平兩個(gè)半反應(yīng)：

正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋。

(2)加減法

①寫(xiě)出總反應(yīng)，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。

②寫(xiě)出其中容易寫(xiě)出的一個(gè)半反應(yīng)(正極或負(fù)極)。如Li－e－===Li＋(負(fù)極)。

③利用總反應(yīng)與上述的一極反應(yīng)相減，即得另一個(gè)電極的反應(yīng)式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正極)。