专题1 第二单元 第2课时 一次电池和二次电池-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（苏教版2019选择性必修1）粤渝闽苏桂word

第2课时　一次电池和二次电池 [核心素养发展目标]　1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池反应过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。 一、化学电源及其分类 1．化学电源的分类 (1)化学电源按其反应原理常分为如下三类： ①一次电池：一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是干电池。 ②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。 ③燃料电池：是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池。 (2)化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。 2．判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位是(w·h)·kg－1或(w·h)·L－1。 (2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。 (3)电池可储存时间的长短。 3．化学电池的回收利用 使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废旧电池要进行回收利用。 4．化学电源的发展方向 小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池，如镍氢电池、锂离子电池等。 (1)化学电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池和中性电池(　　) (2)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池(　　) 答案　(1)√　(2)√ 1．化学电池与其他能源相比有何优点？ 提示　与其他能源相比，化学电池的能量转换效率较高，供能稳定，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。 2．若废旧电池不回收利用而随处丢弃会产生怎样的危害？ 提示　使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。 1．下列说法错误的是(　　) A．依据原电池的工作原理设计出了化学电源 B．原电池是化学电源的雏形 C．判断电池的正、负极只需看其正、负极材料的活动性 D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源 答案　C 解析　判断电池的正、负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。 2．随着人们生活质量的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是(　　) A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属对土壤和水源造成污染 C．防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中的石墨电极 答案　B 解析　汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。 二、常见的一次电池和二次电池 1．一次电池 (1)锌锰干电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 示意图 电极 负极：锌筒，正极：石墨棒 负极反应物：锌粉，正极反应物：二氧化锰 电解质 溶液 氯化铵和氯化锌溶液 氢氧化钾溶液 电极 反应 碱性锌锰电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 ①负极反应式是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； ②正极反应式是2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ (2)银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点 负极反应物：锌粉，正极反应物：Ag2O，电解质溶液：KOH溶液。 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－。 2．二次电池 (Ⅰ)铅蓄电池是常见的二次电池，其放电反应和充电反应表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O (1)负极是Pb，正极是PbO2，电解质是硫酸。 (2)放电反应原理 ①负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4； ②正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O； ③放电过程中，负极质量的变化是增大，电解质溶液pH的变化是增大。 (3)充电反应原理 ①阴极(发生还原反应)反应式是PbSO4＋2e－===Pb＋SO； ②阳极(发生氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； ③充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。 (Ⅱ)新型二次电池：镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等。 (1)二次电池的放电过程，负极质量一定减小(　　) (2)锂电池由于Li的性质活泼所以不能用水溶液作电解质(　　) (3)铅酸蓄电池充电时，正极接直流电源正极，发生还原反应(　　)