第07讲 化学电池（word讲义）-【帮课堂】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（苏教版2019必修第二册）

第07讲 化学电池 知识导航 知识精讲 一、一次电池（锌锰干电池） 放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。 常见的锌锰干电池的构造如图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。 总反应 Zn + 2MnO2 + 2 === Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3↑ 负极 Zn﹣2e- === Zn2+ 正极 2MnO2 + 2 + 2e- === 2MnO(OH) + 2NH3↑ 二、二次电池 有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。 常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。 1. 铅酸蓄电池 工作原理 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 总反应 Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O 负极 正极 2. 锂离子电池 以钻酸锂-石墨锂电池为例： 工作原理 Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + 6C 放电 总反应 Li1-xCoO2 + LixC6 === LiCoO2 + 6C 负极 正极 三、燃料电池 燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。 1．氢氧燃料电池 电解质 H2SO4溶液 KOH溶液 总反应 2H2 + O2 === 2H2O 负极 反应式 正极 反应式 2．甲烷燃料电池 甲烷电池 H2SO4作电解质 KOH作电解质 负极反应式 正极反应式 总反应式 经典例题 题型一：化学电池的分类及特点 【例1】下列电池不属于化学电池的是 A．碱性干电池 B．铅蓄电池 C．燃料电池 D．太阳能电池 【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是 A．镍镉电池 B．锌锰电池 C．铅蓄电池 D．氢氧燃料电池 题型二：一次电池 【变2】碱性锌锰电池的总反应为：。下列关于该电池的说法中正确的是 A．Zn为负极，为正极 B．工作时KOH没有发挥作用 C．工作时电子由经外电路流向Zn D．Zn发生还原反应，发生氧化反应 【例4】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列说法错误的是 A．电极a为电池的负极 B．外电路的电流方向是由电极b流向电极a C．电极b上的反应式为：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2 D．可用水代替电池中的混合有机溶剂 题型三：二次电池 【变5】目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题： (1)铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。 (2)铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，则负极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________；正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________。 (3)电解质溶液是H2SO4，那么在铅蓄电池中H＋向___________(填“正”或“负”)极移动，向___________(填“正”或“负”)极移动。 【变6】锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质溶液为的乙二醇二甲醚()溶液，总反应为，放电产物沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是 A．外电路电子由b流向a B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解质溶液可用的乙醇溶液代替 D．正极的电极反应式为 题型四：燃料电池 【变7】燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是 A．O2在b电极上发生氧化反应 B．电解质溶液中OH-向正极移动 C．该装置实现了电能到化学能的转化 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【例8】用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： (1)电极c的电极反应式为 _______。 (2)若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 ____