第1章 第2节 第2课时 化学电源（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（鲁科2019 双选版）

第2课时　化学电源 [素养发展目标]　1．了解常见化学电源的工作原理。2．认识原电池在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 一、电池分类及特点 电池 一次电池 可充电电池(二次电池) 燃料电池 特点 只能一次放电，不能充电 可反复充电和放电，充电时为电解池；放电时为原电池 能量利用率高，可连续使用，污染轻 二、一次电池——锌锰干电池 1．构造 2．电极反应和电池反应 (1)酸性锌锰干电池 负极(锌)反应：Zn－2e－===Zn2＋； 正极(石墨)反应：2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。 (2)碱性锌锰干电池 负极(锌)反应：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O； 正极(石墨)反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 电池反应：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。 三、二次电池——铅蓄电池 装置 放电 负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 充电 阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO 阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 四、氢氧燃料电池 1．氢氧燃料电池的工作原理 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 H2－2e－===2H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 2．燃料电池的优点 能量利用效率高、可连续使用、污染轻等。 3．常见类型：除了氢气外，甲烷、甲醇和乙醇等也可用作燃料电池的负极反应物。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质作为离子导体。 1．下列有关化学电源的描述正确的是(　　) ①一次电池也叫干电池，其活性物质被消耗后不能再生　②二次电池也叫可充电电池，通过充电可使其活性物质再生　③任何电池都是依据原电池的原理制造的 　④化学电源与其他能源相比，具有携带方便，可制成各种形状等优点 A．①②③④ B．①②④ C．③④ D．①②③ B　[一次电池中电解质溶液为胶状，无法流动，故也叫作干电池，干电池中发生氧化还原反应的活性物质被消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了，①正确；二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生，②正确；部分电池(如太阳能电池)不是依据原电池的原理制造的，③错误；化学电源可以制成各种形状、大小不同的电池，④正确。] 2．碱性锌锰电池(结构如右图)是一种使用广泛的便携式电源，电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH。下列说法不正确的是(　　) A．MnOOH中Mn元素化合价为＋3价 B．正极参与反应的物质为MnO2和H2O C．负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ D．金属外壳起到容器作用，不参与反应 C　[MnOOH中O元素化合价为－2，H元素化合价为＋1，故Mn元素的化合价为＋3，A项正确；正极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－，故MnO2和H2O均参与了正极反应，B项正确；负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，C项错误；金属外壳起到容器作用，可保护内部物质，不参与反应，D项正确。] 3．下列关于铅蓄电池的说法正确的是(　　) A．放电时，正极发生的电极反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4 B．放电时，该电池的负极材料是铅板 C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小 D．充电时，阳极发生的反应是PbSO4＋2e－===Pb＋SO B　[铅蓄电池充放电总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。放电时Pb作负极，电极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。充电时，电池中H2SO4的浓度不断增大，阳极上PbSO4失去电子发生氧化反应。] 4．燃料电池是目前电池研究的热点之一。如图所示为某课外小组自制的氢氧燃料电池，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(　　) A．a电极是负极，该电极上发生氧化反应 B．b电极反应为O2＋4OH－－4e－===4H2O C．电池总反应为2H2＋O2===2H2O D．该电池使用过程中电解质溶液的pH逐渐减小 B　[氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极(a电极)为电池的负极，发生氧化反应，A项正确；通入氧气的一极(b电极)为电池的正极，发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4