6.3.2 化学电源-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册 ）

专题6 化学反应与能量变化 第三单元 化学能与电能的转化 第2课时 化学电源 [学习目标] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。 2.知道电解池，了解电解池的工作原理 课前预习 知识点01 化学电源 1．概念及分类 （1）利用原电池原理，将 直接转化为 。化学电源的能量转化率比燃料燃烧 。 （2）化学电源有 电池、 电池和 电池等。 电池用过之后不能复原， 电池充电后能继续使用。 2．常见的化学电源 （1）一次电池：锌锰干电池。 （2）二次电池：银锌纽扣电池、铅蓄电池、镍氢电池、锂电池等。 （3）燃料电池：氢氧燃料电池、甲醇-空气燃料电池等。 3．燃料电池 （1）燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 （2）氢氧燃料电池： 在负极上发生氧化反应的是 ，在正极上发生还原反应的是 ，产物是 。 （3）以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极： (氧化反应)； 正极： (还原反应)； 电池反应： 。 知识点02 电解和电解池 1．电解池 电解池是将 能转化为 能的装置。 电解池中，与直流电源正极相连的电极为 ，与负极相连的电极为 。 2．电解在物质制备中的应用 （1）电解水制取氢气和氧气： （2）电解饱和食盐水： （3）冶炼Na、Mg、Al等活泼金属（写出相应的化学方程式） ①冶炼金属钠： ②冶炼金属镁： ③冶炼金属铝： （4）电解氧化铝的电极反应式： 阴极： 阳极： 知识点总结 一、常见的化学电源 1、锌锰干电池 (1)结构 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作电解质。 (2)原理 锌锰电池是一次电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。 (3)电极反应 负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 (4)缺陷与改进措施 锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气胀或漏液，会导致电器设备的腐蚀。 改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。 2．充电电池 (1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。 (2)常见的充电电池 ①铅蓄电池 常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。 ②镍镉电池 以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境。 ③锂离子电池 碱金属中的Li是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 3．燃料电池 (1)燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电源。 (2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 考点2 电解池 电解池是将电能转化为化学能的装置。在生产、生活实际中，许多化学反应都是通过电解的方法来实现的。 例如，电解水制得氢气和氧气:电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气、电解铝。在这些例子中，电能转化为化学能。利用电解我们可以获得普通化学方法难以制备的物质。 【大招总结】 1.锌锰电池是一次电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。 2．电极反应式的书写方法 （1）负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 （2）正极反应式的书写 ①首先判断在正极发生反应的物质 当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒； 当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O