专题1 第二单元 第2课时 化学电源（课件+word）-2021-2022学年高二化学【创新设计】同步学考笔记（苏教版2019选择性必修1）河北

第2课时　化学电源 【课程标准要求】　 1.了解常见化学电源的工作原理。 2.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发。 一、化学电源的分类及特点 1.一次电池：只能放电，不能充电，消耗到一定程度，不能再使用。 2.二次电池：可反复充电和放电，充电时为电解池，放电时为原电池。 3.燃料电池：将化学能直接转化为电能，能量利用率高，无污染。 【微自测】 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)化学电源都是将化学能直接转化为电能的装置(　　) (2)化学电源通常可分为一次电池、二次电池和燃料电池等几大类(　　) (3)放电后不能再使用的电池称为一次电池，如锌锰干电池等(　　) (4)可充电、放电循环进行的铅蓄电池、镍氢电池等是二次电池(　　) (5)通过不断充入燃料和氧化剂，连续使用的电池称为燃料电池(　　) (6)氢氧燃料电池的正极和负极本身都不参与电极反应(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√ 二、常见的化学电源 1.一次电池 (1)碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，总反应式为 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 ①负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液； ②负极反应式是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； ③正极反应式是2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 (2)银锌纽扣电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点，总反应式为 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 ①负极反应式是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； ②正极反应式是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。 【微自测】 2.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如下图。下列说法不正确的是(　　) A.Zn电极是负极 B.Ag2O电极发生还原反应 C.Zn电极的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 D.放电前后电解质溶液的pH保持不变 答案　D 解析　活泼金属Zn为负极，A正确；Ag2O电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，B正确；负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，C正确；由电池总反应可知反应消耗水，c(KOH)增大，放电后溶液pH增大，D错误。 2.二次电池 (1)铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) ①请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式 负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)； 正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。 ②放电过程中，电解质溶液的pH变大，理由是H2SO4不断被消耗，使c(H＋)减小，pH增大。 (2)锂离子电池 ①正极材料采用磷酸铁锂或钴酸锂等，负极材料大都是碳素材料，如人工石墨、碳纤维、天然石墨等。 以钴酸锂－石墨电池为例，放电时电极反应表示为： 负极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋； 正极：6C＋xLi＋＋xe－===LixC6； 电池反应：LiCoO2＋6C__LixC6＋Li1－xCoO2。 【微自测】 3.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　) A.放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B.充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O C.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强 答案　C 解析　根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子，被氧化，A正确；高铁酸钾在正极得到电子，被还原，C错误；充电时，阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾，B正确；放电时正极附近生成OH－，碱性增强，D正确。 3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池 用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。 氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应 介质 负极反应式 正极反应式 酸性 2H2－4e－===4H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O 中性 2H2－4