专题1 第二单元 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（苏教2020 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．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。4．能从环境保护等角度考虑，积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。 一、化学电源的分类及特点 1．化学电源按其反应原理常分为以下三类 (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。 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。 【即学即练】 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)可充电、放电循环进行的铅蓄电池、镍氢电池等是二次电池(√) (2)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(√) (3)氢氧燃料电池的正极和负极本身都不参与电极反应(√) (4)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池(√) 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 (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＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O ①请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4； 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 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：LixC6－xe－===6C＋xLi＋； 正极：Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2； 电池反应：LixC6＋Li(1－x)CoO2===LiCoO2＋6C。 【即学即练】 2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(×) (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(×) (4)锂离子电池放电时，Li＋移向正极区(√) 三、燃料电池 1．燃料电池 (1)定义：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)优点：能连续不断地提供电能。 2．氢氧燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理 氢氧燃料电池用多孔金属作电极，不断充入的氢气和氧气，分别在两极发生氧化反应和还原反应。其反应表示如下： 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 【即学即练】 3．如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是(　　) A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 提示：B 一、二次电池的工作原理及应用 铅蓄电池是最常见的二次电池。铅蓄电池是由两组平行的栅状铅合金极板交替排列而成，可放电也可充电，一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液泄漏)。铅蓄电池设有多层电极板，其中正极板上覆盖有棕褐色的PbO2，负极板上覆盖有海绵状的金属Pb，正、负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料隔开(防止电极之间发