第二节化学电源
第二节化学电源
【学习目标】
1．掌握常见化学电源的种类及其工作原理。
2．小组合作探究新型电池的工作原理并能书写电极反应式和电池反应方程式。
【学习重、难点】
常见化学电源的工作原理
【自学探究】
阅读教材79-83 页，思考下列问题
①目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？产生电能
的基本原理是什么？
②化学电池与其他能源相比有哪些优点？
③判断电池的优劣标准主要是什么？
【知识小结】
化学电池
①概念：
②分类：
③优点：
④电池优劣的判断标准：
一．一次电池
碱性锌锰干电池的负极是_____，正极是_____，电解质是_____，
其电极反应式是：正极_________________________；
负极______________________________；
电池反应是____________________________________。
【练习一】
1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法错误的是（）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式：2MnO2(s)+H2O(l)+2e—→Mn2O3(s)+2OH—(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g 2．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没
有铅污染。其电池反应为：2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列
叙述正确的是 ( )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为：Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解质肯定不是强酸
二．二次电池
铅蓄电池可放电亦可充电，在正极版上有一层棕褐色的________,负极板是海绵状的________ ，两极均浸入________溶液中。
(1) 放电时可看作是_______池，
负极反应式：_____________________________；
正极反应式：______________________________；
总反应式：。
(2) 放电进行到硫酸的浓度较低时需充电，充电时可以看作是电解池，电极反应式为：
阴极：PbSO4+2e- →Pb+SO42-；
阳极：PbSO4+2H2O－2e-→PbO2+SO42-+ 4H+
总反应式：。
(3) 电池总反应方程式：。
【练习二】
1．汽车启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2+ Pb+2H2SO4 =2PbSO4↓+2H2O，根据次反应判断下列叙述中正确的是 ( )
A．PbO2 是电池的负极
B．负极的电极反应式为：Pb+SO42- －2e-→PbSO4↓
C．PbO2 得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
放电
2．锂电池反应原理如下：FePO4＋Li
LiFePO4，内部为能够导电的固体电解质。
充电
下列有关该电池说法正确的是 ( ) A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．放电时，Li发生还原反应
D．放电时电池正极反应为：
三．燃料电池
氢氧燃料电池
（1）若以H2SO4溶液为电解质溶液
负极：；正极：
总反应方程式：
（2）若以KOH为电解质溶液
负极：；正极：
总反应方程式：
【规律】1．总反应式=___________________________________
2．常见燃料电池，燃料均是从负极通入，助燃物质从正极通入，电极作用：导电。
【练习三】
1．阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使水分蒸发，则下列叙述正确的是（）A．此电池能发出蓝色光焰B．H2为正极，O2为负极
C．工作时，电解质溶液的pH不断减小
D．电极反应式：负极2H2+4OH—→4H2O+4e—正极O2+2H2O+4e—→4OH—2．有一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是（）
A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极
B．电池的总反应是：2C4H10+13O2 = 8CO2+10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+2H2O+4e—→4OH—
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+13O2+26e—→4CO2+5H2O
【课堂反馈】
1．下列有关电池的说法不正确的是() A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
2．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()
A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li ＋2H2O===2LiOH＋H2↑3．如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是()
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置4．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O,7H2O＋7/2O2＋14e－===14OH－，有关此电池的推断正确的是()
A．通氧气的电极为负极
B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
D．电解质溶液中CO2－3向正极移动
5．下图2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另外一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O下
列说法正确的是（）
A．左电极为电池的阴极，a处通入的物质是甲醇
B．右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气
C．负极反应式：CH3OH+H2O→ CO2+6H++6e—
D．正极反应式：O2+2H2O+4e—→ 4OH-
6．1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。
负极____________________________；正极____________________________。7．以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为____________________________________；
放电时，CO32—移向电池的_________（填“正”或“负”）极。
8．镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：
Cd＋2NiOOH＋2H2O 放电
充电
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
请回答下列问题：
(1)反应式中左边物质的总能量________(“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。
(2)放电时负极发生反应的物质是________，正极的电极反应式为：__________________。
(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是：______________________。