(讲义)专题6 第3单元 基础课时6 化学电源-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(苏教版2019)

基础课时6　化学电源 1．知道化学电源的分类方法。 2．熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。 3．了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法，提升科学态度和社会责任的核心素养。 知识点一　化学电源 1．分类 (1)一次电池：不能充电，用过之后不能复原。 (2)二次电池：充电后能继续使用。 (3)燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。 2．常见化学电源的组成 电池名称 电极材料 电解质溶液 负极 正极 锌锰干电池 锌 石墨棒 氯化铵等 银锌纽扣电池 锌 氧化银 氢氧化钾溶液 铅蓄电池 铅 二氧化铅 硫酸 镍氢电池 贮氢合金 泡沫氧化镍 氢氧化钾溶液 　判断下列说法是否正确。(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)可充电电池，放电与充电都是自发进行氧化还原反应。 (×) (2)太阳能电池不属于原电池。 (√) (3)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移。 (×) 知识点二　电解在物质制备中的应用 1．电解熔融Al2O3制Al 总反应方程式：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 电极反应： 阳极：6O2－－12e－===3O2↑； 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。 冰晶石的作用是作Al2O3的助熔剂。 2．电解熔融氯化钠得到钠 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 总反应方程式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 　写出电解熔融MgCl2的电极反应式和电解方程式。 提示：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg。 电解方程式：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 认识常见化学电源的工作原理 下面是几种常见的化学电源示意图： [问题1]　观察锌锰干电池的构造，分析锌锰干电池中正、负极及电解质溶液的情况是怎样的？ 提示：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl溶液作电解质。 [问题2]　铅蓄电池的正、负极材料是什么？电解质溶液是什么？ 提示：负极：Pb，正极：PbO2；电解质溶液：稀H2SO4。 [问题3]　氢氧燃料电池在酸性条件和碱性条件下的正极反应式相同吗？若不同，请分别写出电极反应式。 提示：不相同；酸性条件下正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，碱性条件下正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 1．常见化学电源的反应原理 (1)锌锰干电池 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) (2)铅蓄电池 PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O (3)甲醇­空气燃料电池 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 2．氢氧燃料电池 电极材料 铂 铂 电解质溶液 氢氧化钾溶液 盐酸 电池反应原理 电极反应 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极：2H2－4e－===4H＋ 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 总反应 2H2＋O2===2H2O 微点拨：(1)燃料电池的本质是燃料与氧化剂之间能够发生自发的氧化还原反应，且能够对外放出能量。 (2)燃料电池在使用过程中并没有发生燃料的燃烧，而是燃料和氧化剂分别在两极放电，将化学能转化为电能。 (3)燃料的燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，而燃料电池中发生的氧化还原反应则是缓和平稳的。 (4)燃料燃烧时，大量的热能释放到空气中，能量利用率低；燃料电池工作时，能量转化率较高，是一种高效、环境友好的发电装置。 【例题】　Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　) A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 【解题指南】　解答本题时应遵循以下思路 B　[根据题意，电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，A正确，B错误；对原电池来说，在电解质溶液的内部，阴离子由正极移向负极，C正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D正确。] [变式旁通]　(1)该电池能否用KCl溶液激活？ (2)该电池能否用于海上应急照明供电？ 提示：(1)能。Mg­AgCl电池能够被海水(主要是含大量的氯化钠)激活，改用KCl溶液作电解质溶液也能够激活电池。 (2)能。该电