第06讲 化学电源-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（鲁科2019选择性必修一）

第06讲 化学电源 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．了解化学电源的分类。 2．了解常见的化学电源及其工作原理。 3．了解化学电源的广泛使用及对环境的影响。 1．能从宏观与微观结合的视角对电池及其变化进行分类和表征。能运用相关的化学用语说明各类电池的有关变化，能分析电池中的物质变化和伴随发生的能量转化与电池结构之间的关系。 2．根据实验方案，独立完成氢氧燃料电池的实验，收集实验证据，能用数据、图标、符号等处理实验信息，基于现象进行分析并得出结论，交流自己的探究成果。 3．了解化学电源的广泛应用及废旧电池对环境的危害，在实践中逐步形成保护环境的观念。 ( 知识精讲 ) 知识点01 化学电源的分类 【即学即练1】下列电池属于一次电池的是（ ）。 A．锌锰干电池 B．铅蓄电池 C．锂电池 D．氢氧燃料电池 【解析】选A。铅蓄电池、锂电池属于二次电池；氢氧燃料电池属于燃料电池。 知识点02 常见电池 1．锌锰干电池 项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 锌筒作负极，石墨作正极 电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾 电极反应 负极 Zn－2e－＝Zn2+ Zn+2OH－－2e－＝ZnO+H2O 正极 2NH+2e－＝2NH3+H2 MnO2+2H2O+2e－＝Mn（OH）2+2OH－ 电池反应 Zn+2NH4Cl＝ZnCl2+2NH3+H2 Zn+MnO2+H2O＝ZnO+Mn（OH）2 2．铅蓄电池 （1）电极材料 （2）电解质溶液：30%H2SO4溶液 （3）电极反应和总反应 （4）特点：性能优良，价格便宜，可多次充放电；单位重量的电极材料释放的电能小。 3．氢氧燃料电池 （1）电极反应及电池反应 项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池 电极 石墨电极材料 电解质 磷酸等酸性溶液 KOH溶液 电极反应 负极 2H2－4e－＝4H+ 2H2+4OH－－4e－＝4H2O 正极 O2+4H++4e－＝2H2O O2+2H2O+4e－＝4OH－ 电池反应 2H2+O2＝2H2O （2）特点：能量利用效率高、可连续使用、排放污染物少。 【特别提醒】燃料电池的两电极不参与反应，而是燃料（还原性气体或液体）和氧气分别在两极发生反应。 【即学即练2】下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（ ）。 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【解析】选C。干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确；（3）铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，故C错误；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏 ( 能力拓展 ) 考法01 二次电池 【典例1】（2022·广东省等级考）科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3。下列说法正确的是（ ）。 A．充电时电极b是阴极 B．放电时NaCl溶液的pH减小 C．放电时NaCl溶液的浓度增大 D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g 【解析】选C。由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2（PO4）3－2e－NaTi2（PO4）3+2Na+，正极反应为Cl2+2e－2Cl－，反应后Na+和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，阴极反应为NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol＝46g，故D错误。 【知识拓展】二次电池工作原理 1．二次电池放电时是原电池，而充电时是电解池；二次电池的充放电过程相反。 2．当蓄电池充电时就是通直流电，蓄电池的正极与外接直流电源的正极相连，作阳极；蓄电池的负极与外接直流电源的负极相连，作阴极。可简单记忆：负接负，正接正。 3．