4.1.2 化学电源-【乐学课堂】2023-2024学年高二化学同步精品讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 第1节 原电池 第2课时 化学电源 1. 通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。 2. 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、化学电源概述 (1)化学电源的分类 _______是各种化学电源的雏形，常分为如下三类： ①一次电池：也叫做_______，放电后不可再充电的电池。 ②二次电池：又称_______或蓄电池，放电后可以再充电而反复使用的电池。 ③燃料电池：一种连续地将_______的化学能直接转化为电能的化学电源。 (2)判断电池优劣的主要标准 ①比能量：_______或单位体积所能输出_______的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。 ②比功率：_______或单位体积所能输出_______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 使用后的废弃电池中含有大量的_______、酸和碱等有害物质，随处丢弃会对生态环境和人体健康造成危害。废弃电池要进行回收利用。 (4)化学电源的发展方向 小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐，如_______电池、_______电池等。 二、化学电源 1．一次电池：锌锰干电池 （1）酸性锌锰干电池 负极材料：_______ 正极材料：_______ 电解质溶液：ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质 负极：_________________________________ 正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH) 总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) （2）碱性锌锰干电池 碱性锌锰干电池是_______由原来的中性变为_______，负极也由锌片改为_______，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。_______的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。 负极材料：Zn ；负极反应物：_______ 正极材料：碳棒；正极反应物：_______ 电解质溶液：_______ 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 2. 铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可_______，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%～8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 （1）放电时电极反应为： 负极：Pb＋－2e＝PbSO4↓ 正极：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O 放电过程中，负极质量的变化是_______，H2SO4溶液的浓度_______。 （2）充电时电极反应为： 阳极：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋ 阴极：PbSO4＋2e＝Pb＋ 充电时，铅蓄电池正极与直流电源_______相连，负极与直流电源_______相连。即“负极接负极，正极接正极”。 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 ③蓄电池放电和充电的总反应式： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) 目前汽车上使用的电池，有很多是_______。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，性能良好，价格低廉，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中，缺点是比较笨重。 3．氢氧燃料电池 燃料电池是一种连续地将_______的化学能直接转化为_______的化学电源。电极本身不包含_______，只是一个催化转化元件。 （1）基本组成及特点 （2）氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为_______和_______两种： 种类 酸性 碱性 负极反应式 _______ _______ 正极反应式 _______ _______ 电池反应式 _______ （3）常见燃料电池 ①H2、CH4、N2H4、CH3OH、NH3、煤气等均可作为燃料电池的燃料。 ②电解液可以是_______ (如H2SO4)、_______ (如KOH)也可以是_______ (如Li2CO3-Na2CO3混合物)。 ③燃料电池_______的书写与电解质溶液有密切关系，酸性溶液中电极反应式不能出现OH－，碱性溶液中电极反应式不能出现H＋。 （4）特点：①有两个相同的多孔电极，同时电极不参与反应(掺杂适当的催化剂)。②不需要将_______和氧化剂全部储藏在电池内。③能量转换率较高，