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第2课时 化学电源
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[新课程标准] 1.知道化学电源的分类。2.熟悉几种化学电源的组成和工作原理(重点)。3.了解化学电源的广泛应用及废旧电池对环境的危害。
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课堂检测 素养达标
必备知识 自主学习
关键能力 互动探究
课时作业 巩固演练
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[新知探究]
一、化学电源的分类
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二、常见的化学电源
1.锌锰干电池(一次电池)
锌筒
石墨
项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池
电极 作负极, 作正极
电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾
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项目
酸性锌锰干电池
碱性锌锰干电池
电极
反应
负极
Zn-2e-===Zn2+
Zn+2OH--2e-===
ZnO+H2O
正极
2MnO2+2NH+2e-===Mn2O3+2NH3+H2O
2MnO2+2H2O+2e-
===2MnOOH+2OH-
电池
反应
Zn+2MnO2+2NH4Cl===Mn2O3+ZnCl2+2NH3+H2O
Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH
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铅
二氧化铅
30%H2SO4
2.铅蓄电池(二次电池)
(1)电极材料
(2)电解质溶液: 。
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(3)原理
(4)特点:性能优良,价格便宜,可多次充放电;单位质量的电极材料释放的电能小。
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3.氢氧燃料电池(二次电池)
(1)原理(电极反应及电池反应):
KOH
(2)特点:能量利用率高,可连续使用,排放污染物少。
项目
酸性燃料电池
碱性燃料电池
电极
石墨电极材料
电解质
磷酸等酸性溶液
溶液
电极
反应
负极
2H2-4e-===4H+
2H2+4OH--4e-===4H2O
正极
O2+4H++4e-===2H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
电池反应
2H2+O2===2H2O
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[自主检测]
1.连线
a.干电池 ①一次电池
b.铅蓄电池 ②二次电池
c.锌锰电池 ③燃料电池
d.氢氧燃料电池 ④绿色电池
答案:a—① b—② c—① d—③④
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2.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,工作时该电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 ===2PbSO4+2H2O。
(1) 工作时,电解质溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)工作时,电解质溶液中阴离子移向__________极。
(3)电流方向从__________极流向__________极。
(4)充电时,铅蓄电池的负极与电源的__________极相连接。
答案:(1)增大 (2)Pb (3)PbO2 Pb (4)负
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学习任务一 化学电源电极反应式的书写
问题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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液,电池总反应为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=== ZnO(s)+2MnOOH(s)。试写出电池正、负极的电极反应式。
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提示:正极反应为2MnO2(s)+2H2O(l)+2e- === 2MnOOH(s)+2OH-(aq);
负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e- === ZnO(s)+H2O(l)。
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问题2 人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其电极反应式为:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。根据反应式确定下列问题:
(1)试确定该电池的正极材料及电解质溶液。
(2)试写出电池总反应方程式。
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提示:(1)正极发生还原反应(得电子),由Ag2O→Ag可知Ag2O得电子发生还原反应;由Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2知,该电池的电解质溶液