内容正文:
第2课时 化学电源
1.通过对常见化学电源的学习,了解常见类型的三种化学电源。
2.通过新型电池分析训练,学会分析新型化学电源的工作原理并能书写其电极反应。
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化学
学习任务1 一次电池和二次电池
一、一次电池
1.一次电池特点
一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是干电池,如普通锌锰干电池、碱性锌锰电池等。
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2.常见一次电池及工作原理
(1)碱性锌锰电池的总反应式为
①负极是 ,正极是 ,电解质溶液是 溶液。
Zn
MnO2
KOH
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二、二次电池
1.二次电池特点
又称为充电电池或蓄电池,放电后可以再 使活性物质获得再生,因此二次电池可以多次重复使用,如铅蓄电池。
充电
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2.铅蓄电池的优缺点
铅蓄电池的性能优良、价格低廉、安全可靠,可多次充放电,所以在生产和生活中使用广泛,如汽车等机动车辆多数使用这种蓄电池。铅蓄电池的缺点是比能量低,废弃后会污染环境等。
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3.铅蓄电池的工作原理
(1)负极是 ,正极是 ,电解质溶液是 。
Pb
PbO2
H2SO4溶液
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③放电过程中,负极质量的变化是 ,电解质溶液pH的变化是 。
增大
增大
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③充电时,铅蓄电池正极与直流电源 极相连,负极与直流电源 极相连。
正
负
4.新型二次电池
(1)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。
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(2)锂离子电池。
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嵌入或脱嵌结构的化合物;
负极材料大多数是碳素材料,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、非质子性的有机溶剂中。
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②钴酸锂-石墨锂电池的工作原理。
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二次电池充电时两极如何连接?
提示:放电时的负极,在充电时作阴极,接外接电源的负极;放电时的正极作阳极,接外接电源的正极。
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(1)二次电池反应都是可逆反应。( )
提示:充电、放电反应条件不同。
(2)铅蓄电池负极因为Pb的溶解所以质量会变轻。( )
提示:负极放电后会生成PbSO4,质量增加。
(3)充电时二次电池的负极发生还原反应。( )
提示:充电时负极连接外电源的负极,作阴极,发生还原
反应。
判断正误。
×
×
√
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(4)在锂电池中不能用水作溶剂溶解电解质。( )
(5)一次电池用完不能再充电,没有存在价值。( )
提示:不同电池有不同特点,不同的使用场所,根据用途和经济性等选择合适的电池。
√
×
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探究1 一次电池电极反应式的书写
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问题1:先把电池总反应化学方程式配平,然后画出双线桥。
问题2:根据“得电子线桥”写出正极电极反应式。
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问题3:用电池总反应减去正极电极反应或根据“失电子线桥”直接写出负极电极反应式。
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探究2 二次电池电极反应式的书写
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问题1:画出电池放电反应的双线桥。
问题2:根据双线桥写出放电的正、负极电极反应式。
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问题3:结合放电的正、负极电极反应式写出充电的阴、阳极电极反应式。
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一次电池和二次电池电极反应式书写技巧
1.一次电池电极反应式书写:根据总的电池反应,先画双线桥,然后写出负极(负极一般比较简单)电极反应式,再用总的电池反应(改为离子方程式)“减去”负极电极反应式即得正极电极反应式。
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2.二次电池电极反应式书写
(1)先分析“放电”,后分析“充电”(放电仍然可以运用双线桥法)。
(2)放电时一般先写负极,再用总反应式减去负极电极反应式得正极电极反应式。
(3)“放电”的负极“颠倒”过来是充电的“阴极”,正极“颠倒”就是充电的“阳极”。
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题点1 一次电源
√
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√
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题点2 二次电源
√
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4.液体锌电池是一种电压较高的二次电池,具有成本低、安全性强、可循环使用等特点,其示意