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第2课时 化学电源
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课标解读
1.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。
2.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决新型电池的开发问题。
3.了解化学电源的分类及常见化学电源的构成。
1.从微观角度(电子、离子的转移)的变化,运用化学符号(电极反应式)描述简单物质及其变化。(宏观辨识与微观探析)
2.能从定性与定量结合上收集证据,能通过定性分析和定量计算推出合理的结论。(证据推理与模型认知)
3.深刻认识能量转化在解决能源危机中的重要作用。(科学态度与社会责任)
一、一次电池和二次电池
1.一次电池
(1)一次电池的特点
一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后不能_______。
(2)常见的一次电池
①碱性锌锰干电池
电池反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2
负极反应式:___________________________________;
正极反应式:___________________________________。
②银锌纽扣电池:
电池反应式:___________________________________。
负极反应式:___________________________________。
正极反应式:___________________________________。
2.二次电池
(1)二次电池的特点
二次电池又称为充电电池或蓄电池,放电后可以_______使活性物质获得再生。
(2)铅蓄电池
①铅蓄电池的放电反应为_______反应
负极:___________________________________
正极:___________________________________
电池反应:__________________________________________
②铅蓄电池的充电反应
阴极:___________________________________
阳极:___________________________________
总反应:___________________________________
③铅蓄电池的充、放电原理的化学方程式为:__________________________________________。
(3)锂离子电池
新型二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等。
①锂离子电池的组成
正极材料多采用磷酸铁锂(LiFePO4)或钴酸锂(LiCoO2)等,一般是具有可供锂离子_______或_______结构的化合物;
负极材料大多数是_______材料,如人工石墨、碳纤维、天然石墨等。
电解质溶液是将锂盐溶解在一定的非水、非质子性的___________中。
②锂离子电池的工作原理
负极:____________________________
正极:____________________________
电池反应:________________________
1.化学电池的分类
化学电池的种类很多,常分为以下三类。
种类
特点(分类依据)
实例
一次电池
放完电以后不能再使用
普通锌锰电池、碱性锌锰电池
二次电池
充电、放电可循环进行
铅蓄电池、镍氢电池
燃料电池
可通过不断充入燃料、氧化剂,连续使用
氢氧燃料电池、CH4燃料电池
2.常见化学电池的比较
(1)一次电池:活泼金属作负极,参与电极反应,放电完成后,不能再使用。
(2)二次电池:两电极都参与电极反应,可充电、放电,循环使用。
(3)燃料电池:两电极都不参与电极反应,不断充入的物质分别在两极发生反应,可连续使用。
3.化学电池的特点
化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源,分为一次电池、二次电池(充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸、碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。
【即学即练1】市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2,下列说法不正确的是( )
A.放电时,负极的电极反应式:Li-e-===Li+
B.充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质溶液
D.放电过程中Li+向负极移动
【即学即练2】锂(Li)空气电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.金属锂作