考点09 化学电源-2023-2024学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第二册）

考点9 化学电源 【核心考点梳理】 一、化学电源的分类与原理 1．化学电源的分类 化学电源的利用原电池原理，能量转化率比燃料燃烧高得多。一次电池是不可充电电池，电量一旦放完就无法再次使用；二次电池是可充电电池，电量放完后可进行充电，可反复使用多次。 2．常见化学电源的反应原理 一次电池 (1)碱性锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； (2)锌银电池 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 二次电池(可充电电池) 电池内部储存的化学能转化为电能释放出来，也可以外界提供电能转化为化学能储存在电池内部。 放电是原电池原理，充电是电解池原理。 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是，正极材料是PbO2。 (1)放电时的反应 ①负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)。 ②正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应)。 ③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (2)充电时的反应 ①阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)(还原反应)。 ②阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)(氧化反应)。 ③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。 PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O充电电池并不能无限次的使用。 【典型例题】例1．（2023·高一课时练习）下列有关电池叙述正确的是 A．水果电池是高效环保的家用电池 B．锌锰干电池是一种常用的二次电池 C．锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极D．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 例2．（2023春·陕西西安·高一校考期中）某种锂电池的总反应为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法不正确的是 A．Li是负极，电极反应为Li-e-=Li＋ B．Li是正极，电极反应为Li＋e-=Li- C．MnO2是正极，电极反应为MnO2＋e-=MnO D．锂电池是一种环保型电池 二、燃料电池 (1)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 (2)甲醇­空气燃料电池（氢氧化钾溶液） 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 【典型例题】例1．（2023春·黑龙江佳木斯·高一建三江分局第一中学校考期中）某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构见图，下列有关说法正确的是 A．电路中每转移0.1mol电子，便消耗1.12L H2 B．b极上的电极反应式为： C．在固体酸膜中由b极流向a极 D．电池总反应可表示为： 例2．（2023·高一课时练习）科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为 A．H2＋2OH--2e-=2H2O B．O2＋4H＋＋4e-=2H2O C．H2-2e-=2H＋ D．O2＋2H2O＋4e-=4OH- 【核心归纳】 (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。 【考点达标随堂练】 1．下列生活中的常见电池，属于一次电池的是 A．锌锰电池 B．镍镉电池 C．锂离子电池 D．铅蓄电池 2．日常所用锌-锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为：Zn-2e-=Zn2＋，2MnO2＋2NH＋2e-=Mn2O3＋2NH3＋H2O。下列有关锌-锰干电池的叙述中，正确的是 A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B．干电池可实现电能向化学能的转化 C．干电