第二节（第2课时 发展中的化学电源）-【讲练好帮手】2020-2021学年高一化学人教版必修2提升

第2课时　发展中的化学电源 一 化学电源 1.分类 (1)一次电池：不能充电，用过之后不能复原。 (2)二次电池：可充电，可多次重复使用。 2.常见的化学电源 电池名称 电池组成 电池反应 锌锰干电池 锌筒为负极，石墨棒为正极，MnO2和NH4Cl作电解质 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 银锌纽扣电池 负极是锌，正极是氧化银，电解质溶液是氢氧化钾溶液 Zn＋Ag2O＋H2O Zn(OH)2＋2Ag 铅蓄电池 负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 镍氢电池 负极是贮氢合金，正极是泡沫氧化镍，电解质溶液是KOH溶液 NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O (MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢) 氢氧燃料电池 负极通氢气，正极通氧气，KOH溶液为电解质溶液 2H2＋O2===2H2O 甲醇－空气燃料电池 负极通甲醇，正极通入空气，电解质溶液是KOH溶液 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 课堂练01 1.锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。 (2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为： Zn－2e－===Zn2＋ 正极发生的电极反应为： 2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O (3)缺陷：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。 改进措施： ①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池； ②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。 2.充电电池 (1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又可以逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。充电电池中能量的转化关系是化学能电能。 (2)常见的充电电池 ①铅蓄电池 常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。 ②镍镉电池 以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。 ③碱金属中的Li是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 3.燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料气体与氧气分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。 (2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 (3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)； 总反应：2H2＋O2===2H2O。 课堂练02 1.铅蓄电池的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。请写出负极、正极的电极反应式。 答案：　负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4； 正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。 2.燃料电池两电极反应有何特点？ 答案：　两个电极均为惰性电极，本身不参与反应。燃料电池常用的燃料有H2、CH4、C2H4、CH3OH等可燃性物质，在反应中燃料一般表现为失去电子，在电源负极通入。常用的氧化剂是氧气，在反应中表现为得到电子，在电源正极通入。 3.废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是(　　) A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B.碳棒取下洗净用作电极 C.把铜帽取下洗净回收利用 D.电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用 答案：D　 【解析】电池内部除了氯化铵，还含有铅、镉、汞等重金属，容易污染土壤等。 4.有一种新型的碱性锌锰电池，它是在酸性锌锰电池的基础上改进的。下列对碱性锌锰电池的叙述中不正确的是(　　) A.碱性锌锰电池工作时，电子由Zn极经外电路流向石墨极 B.这种电池比酸性锌锰电池使用寿命长 C.碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 D.这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH 答案：C 5.下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　) A B C D 锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 镍镉电池 答