6.1.3 化学电池 讲义 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

化学电池

 

一、一次电池　二次电池

1．一次电池

(1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。

(2)锌锰干电池的构造如图所示。

①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。
②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。
③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。
改进：锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，负极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2。

 

2．二次电池(充电电池)

(1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。

(2)能量转化：化学能电能。

(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。

 

 

 

 

 

【课堂小练1】

1．镍氢电池是可充电电池，它的总反应是H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是(　　)

A．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大  B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池放电时，氢元素被还原                    D．电池放电时，通入H2的一极是负极

2．纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是(　　)

A．电池的正极发生还原反应

B．Zn为负极，发生氧化反应，反应过程中失去电子

C．电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极

D．电池使用时，电子由Zn极经电解质溶液流向Ag2O极

 

二、燃料电池

1．概念：一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。

2．特点：

(1)清洁、安全、高效等。

(2)能量转化率可以达到80%以上。

(3)反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。

3．基本结构：

 

4．应用：在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。

5．氢氧燃料电池

氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池

总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应：

【特别提醒】

①在书写电极反应式时应看清溶液的酸碱性，酸性条件下不出现OH－，碱性条件下不出现H＋。

②导电介质为固体电解质时的正、负极反应：

 

【课堂小练2】

3．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　)

A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O

C．随着放电的进行，溶液的OH－浓度不变

D．放电时溶液中的阴离子向负极移动

4．氨作为一种无碳富氢化合物，其具有价廉、不易燃、易储存等特点，被认为是可替代氢用于燃料电池的理想材料。NH3﹣O2燃料电池如图所示，下列说法错误的是

A．电极a为负极，发生氧化反应

B．电极b上的电极反应：O2+4e-+2H2O=4OH-

C．电池工作时，OH﹣向电极b迁移

D．电池工作时两电极上理论消耗的

 

三、原电池电极反应书写

1．正确判断原电池正负极

(1)区分好正负极：负极上电极材料本身或电极反应物发生氧化反应，对应元素化合价升高，正极上电极反应物发生还原反应，对应元素化合价降低。