考点05 化学电源-2023-2024学年高二化学核心考点归纳与分层测试（苏教版2019选择性必修1）

考点05 化学电源 【核心考点梳理】 一、化学电源概述与一次电池 1．化学电源的分类及特点 (1)化学电源的分类。 ①一次电池：也叫作干电池，常见的一次电池有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣式银锌电池。②二次电池：又称为充电电池或蓄电池，铅蓄电池是最常见的二次电池。目前已开发出镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等新型二次电池。③燃料电池：氢氧燃料电池等。 (2)各类电池的特点。①一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用，放电后不可再充电。②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。③燃料电池：燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。 2．一次电池--锌锰干电池 普通锌锰干电池制作简单、价格便宜，但存在放电时间短、放电后电压下降较快等缺点。碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，它的比能量[电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位(W·h)/kg或(W·h)/L]大，能提供较大电流并连续放电。 普通锌锰电池 碱性锌锰干电池 装置 电极材料及电解质溶液 负极：锌筒 正极：石墨棒 氯化铵和氯化锌溶液 负极：锌粉 正极：二氧化锰 氢氧化钾溶液 电极反应 碱性锌锰干电池的总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 3．银锌纽扣电池的构造与工作原理 总反应：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。 负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O。正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。 【典型例题】 例1．（2023春·内蒙古·高二校联考期末）化学与生产、生活密切相关、下列说法错误的是 A．纳米铁粉通过物理吸附可除去污水中的、、、等 B．“祝融号”火星车的供电装置——太阳能电池板的主要成分为硅 C．垃圾分类很重要，充电电池属于有害垃圾 D．“深海勇士”号潜水器使用的锂离子电池是一种二次电池 【答案】A 【解析】A．纳米铁粉能把污水中的、、、置换为金属单质，故A错误； B．太阳能电池板的主要成分为单质硅，故B正确； C．充电电池中含有重金属离子，属于有害垃圾，故C正确； D．锂离子电池可多次充放电，是一种二次电池，故D正确； 选A。 例2．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，据此判断下列叙述中正确的是(　　) A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗 B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C．Zn是负极，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应 [答案] C [解析]锌为活泼金属，发生氧化反应为负极，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，氧化银为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为Ag2O＋2e－ ＋H2O===2Ag＋2OH－，总电极反应为Zn＋Ag2O ＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，电解质KOH没有被消耗，A、D错误，C正确；使用过程中，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，B错误。 二、二次电池 二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生，又称充电电池或蓄电池。 充、放电时各电极上发生的反应： 1．铅蓄电池的构造与工作原理 (1)放电时 负极：Pb，正极：PbO2，电解质溶液：H2SO4溶液。 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 (2)充电时 铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。 总反应方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (3)铅蓄电池的优缺点。 ①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产生活中应用广泛。 ②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。 2．锂离子电池 常见锂离子电池的构造与工作原理 负极材料 正极材料 电解质溶液 嵌锂石墨(LixC6) 磷酸铁锂(LiFePO4)或钴酸锂(LiCoO2) 锂离子的载体，如六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液 装置与工作原理 (以钴酸锂-石墨锂电池为例) 放电：总反应：LixC6＋Li(1－x)CoO2===6C＋LiCoO2 负极反应：LixC6－xe－===6C＋xLi＋； 正极反应：Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2； 放电时Li＋由石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正