第1章 第2节 第2课时 常见化学电源(一)——一次电池和二次电池（课件PPT）-【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修1学习笔记（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕）

该高中化学课件聚焦一次电池与二次电池，系统讲解化学电源分类、工作原理及电极反应式书写。以生活中化学电源应用导入，衔接原电池原理，搭建从基础理论到具体电池类型的学习支架。 其亮点在于通过对比表格（如酸性与碱性锌锰干电池）、归纳电极反应式书写方法培养科学思维，结合铅蓄电池、锂离子电池实例及练习题提升科学探究与实践能力，强调电池回收渗透科学态度与责任。学生能深化理解，教师可高效开展教学。

nullnull 第1章　第2节 <<< 常见化学电源(一)——一次电池和二次电池 第2课时 核心素养 发展目标 1.了解化学电源的分类并认识化学电源在实际生活中的应用。 2.掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式。 2 内容索引 一、一次电池及工作原理 二、二次电池 课时对点练 3 > < 一 一次电池及工作原理 1.化学电源及其分类 (1)概念：化学电源是将 能转化为 能的实用装置。 (2)化学电源的分类 一 一次电池及工作原理 化学电源 一次电池 可充电电池(二次电池) 燃料电池 特点 只能 ，不能_____ 可反复 ，充电时是一个电解池；放电时是一个_______ 能量利用率高，可连续使用，污染轻 化学电源也可按其电解质性质分为中性电池、酸性电池、碱性电池。 放电 化学 电 充电 充电和放电 原电池 (3)化学电源的回收利用 使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。 2.一次电池 电解质溶液制成胶状，不流动的一次电池，也叫干电池。常见的一次电池主要有酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池等。 (1)两种锌锰干电池比较   酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 示意图     电极 负极材料： ，正极材料： _______ 负极反应物： ，正极反应物： _________ 锌 石墨棒 锌粉 二氧化锰   酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电解质 _______________ _________ 优、缺点 制作简单、价格低廉，但新电池较易发生自放电而导致存放时间较短、放电后电压下降较快等 单位质量输出的电能多且储存时间长，适用于大电流和连续放电 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾 (2)电池反应及电极反应式 ①酸性锌锰干电池 电池反应： ； 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：2MnO2＋ ＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。 ②碱性锌锰干电池 电池反应：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH； 负极： ； 正极： 。 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ (1)镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵 (2)在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应 (3)干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池 (4)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使碱性锌锰电池的比能量高、可储存时间长 × √ √ × 正误判断 1.纽扣式银锌电池 总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，根据示意图解答： (1)负极反应物为____，电极反应：_____________ __________________。 (2)正极反应物为______，电极反应：________________________________。 (3)电解质溶液是__________。 锌 Zn＋2OH－ － 2e－ === ZnO＋H2O Ag2O Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ KOH溶液 思考交流 2.热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 根据示意图解答： (1)负极反应物为_____，发生_____反应，电极反应式为________________。 (2)正极反应物为_______，发生_____反应，电极反应式为_______________________。 Ca 氧化 Ca－2e－===Ca2＋ PbSO4 还原 (3)电池工作时Li＋向_________________移动。 正极(硫酸铅电极) (4)常温时，电池不能释放电能的原因是______________________________________________________。 常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流 归纳总结 已知原电池总反应式，书写电极反应式的方法 (1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 (2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。 返回 > < 二 二次电池 1.二次电池 又称 或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 二 二次电池 可充电电池 2.实例分析——铅蓄电池 (1)电池构造 PbO2 Pb 放电反应和充电反应总反应式表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 (2)放电反应原理 ①负极反应式： ； ②正极反应式： ； ③放电过程中，负极的质量 ，稀H2SO4的浓度 。 (3)充电反应原理：充电过程与其放电过程相反。 (4)铅蓄电池的优缺点 ①优点：性能优良、造价低、可多次充放电。 ②缺点：单位质量电池释放的电能少。 增大 减小 (1)手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池 (2)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加 (3)铅蓄电池中的PbO2为负极 (4)铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g × √ × × 正误判断 1.(2023·广东湛江期中)铅蓄电池是一种常见的电池，下列说法不正确的是 A.铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B.放电时，外电路中电子由Pb流向PbO2 C.放电时，负极反应为Pb－2e－===Pb2＋ D.放电时，H＋移向PbO2 √ 应用体验 放电时，Pb作负极，PbO2作正极，外电路中电子由Pb流向PbO2，B正确； 2.一种可充电锂离子电池——钴酸锂-石墨锂电池，其电池反应为LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy。 (1)写出电池放电时的电极反应式。 负极： ； 正极： 。 LixCy－xe－===xLi＋＋Cy Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 (2)简述放电和充电过程中Li＋运动情况。 答案　放电时，锂离子从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时，锂离子从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。 归纳总结 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 3.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A.甲中H＋移向铜电极 B.乙中电池工作时，电流由Ag2O电极经 过隔板流向锌电极 C.丙中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒 会变薄 D.丁使用一段时间后电解质溶液的酸性 减弱 √ 由图可知，甲为锌铜原电池，锌为原电池的负极，铜为原电池的正极，溶液中氢离子移向正极铜，故A正确； 由图可知，乙为纽扣式银锌原电池，电池工作时，电流从Ag2O电极经过外电路流向Zn电极，故B错误； 由图可知，丙为普通锌锰干电池，锌筒作负极，放电时，锌发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确； 由图可知，丁为铅蓄电池，放电时电池的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，反应中硫酸被消耗，电解质溶液的酸性减弱，故D正确。 返回 课时对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 题组一　化学电源概述 1.下列电池不属于化学电源的是 A.碱性干电池 B.铅蓄电池 C.燃料电池 D.太阳能电池 10 11 12 13 14 对点训练 √ 常见的化学电源：碱性干电池、蓄电池、燃料电池，可以将化学能转化为电能，而太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不是化学电源。 对点训练 2.比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。下列说法不正确的是 A.原电池中发生的可逆反应达到平衡时，该电池仍有电流产生 B.铅蓄电池的缺点是比能量低、笨重 C.酸性锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同 D.燃料电池能量转化率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断 供电 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 原电池中发生的可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，不再有电流产生，A错误； 铅蓄电池的缺点是比能量低，十分笨重，对环境腐蚀性强，循环使用寿命短，B正确； 碱性锌锰电池中负极反应更充分，比酸性锌锰电池比能量高，C正确； 燃料电池为一种把燃料所具有的化学能直接转化成电能的化学装置，能量转化率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断供电，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 题组二　一次电池 3.日常所用普通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 ，2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOH。下列有关普通锌锰电池的叙述正确的是 A.电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B.电池可实现电能向化学能的转化 C.电池长时间连续工作时，糊状物可能流出，腐蚀用电器 D.电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 电池中锌筒作负极，石墨棒作正极，A错误； 该电池是一次电池，不能实现电能向化学能的转化，B错误； 电池工作时，电流由正极石墨棒经外电路流向负极锌筒，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 4.鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH＋3H2O===6Ag＋2K[Al(OH)4]，下列说法错误的是 A.Ag2O为电池的正极 B.电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C.Al在电池反应中被氧化 D.溶液中的OH－向Al极迁移 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 该原电池中，Al元素化合价由0价升高为＋3价，发生氧化反应，所以Al为负极，Ag2O为正极，A、C正确； 放电时，电子从负极沿导线流向正极即电子由Al极通过外电路流向Ag2O极，B错误； 放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，即溶液中的OH－向Al极迁移，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 5.(2023·宁夏吴忠中学高二期中)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法错误的是 A.电池工作时，锌失去电子 B.电池正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 由所给的电池总反应式可知，电池工作时，Zn失去电子，MnO2得到电子，每有1 mol Zn参加反应，则会有2 mol电子从负极经外电路流向正极；正极反应为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－；外电路中每通过0.2 mol电子，Zn的质量理论上减少6.5 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 题组三　二次电池 6.下列关于铅蓄电池的说法正确的是 A.放电时，正极发生的反应是Pb＋ －2e－===PbSO4 B.放电时，该电池的负极材料是铅板 C.充电时，电池中硫酸的浓度不断减小 D.放电时，负极质量减轻 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 铅蓄电池放电时铅作负极，二氧化铅作正极，故B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 7.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，电池的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是 A.电池的电解质溶液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B.电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C.电池放电过程中，正极附近溶液的酸性增强 D.电池放电时，正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 该充电电池中活泼金属Fe失去电子，为负极，Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解质溶液为碱性溶液，A正确； 放电时，负极铁失去电子生成Fe2＋，因为电解质溶液为碱性溶液，所以负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正确； 放电时正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，C错误、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8.锂-氟化碳电池的稳定性很高。电解质溶液为LiClO4的乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH3)溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是 A.外电路电子由b流向a B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D.正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C 综合强化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 该电池负极为Li，外电路电子由负极流向正极，即由a流向b，A错误； Li＋通过离子交换膜在正极上形成LiF，即离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； Li能与乙醇反应，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 9.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应式可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列有关“水”电池在海水中放电时的说法正确的是 A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C.Na＋不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 原电池中阳离子向正极移动，C项错误； AgCl是氧化产物，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 10.某种钠离子的二次电池，其放电工作原理 如图所示。 下列说法正确的是 A.放电时，石墨上的电势比MnPO4上的高 B.充电时，石墨接直流电源的正极 C.充电时，石墨电极反应式为Na＋＋e－===Na D.放电时，正极反应为NaMnPO4＋e－===MnPO4＋Na＋ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 放电时，石墨为负极，MnPO4为正极，正极电势高于负极电势，故A错误； 二次电池充电时，电池正极接电源的正极，电池负极接电源的负极，故B错误； 放电时正极反应式为MnPO4＋Na＋＋e－=== NaMnPO4，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 11.被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液。总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，下列说法不正确的是 A.当该电池消耗2 mol MnO2时，与铅蓄电池消耗0.5 mol Pb产生的电量相等 B.该电池二氧化锰为正极，发生还原反应 C.当0.1 mol Zn完全溶解时，电池外电路转移的电子数约为1.204×1023 D.电池正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 反应中Mn元素化合价降低，发生还原反应，作电池的正极，B正确； Zn元素化合价由0价升高为＋2价，则当0.1 mol Zn完全溶解时，电池外电路转移0.2 mol电子，电子数约为1.204×1023，C正确； 正极上MnO2得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 12.某锌锰干电池中，有7种物质：NH3、NH4Cl、MnO2、Mn2O3、Zn、ZnCl2和H2O，他们分别是锌锰干电池中发生氧化还原反应的反应物和生成物。回答下列问题： (1)该电池中的电解质溶液是_______溶液。 NH4Cl 所提供的7种物质中，NH4Cl和ZnCl2可溶于水，但ZnCl2是锌放电的产物，因此作为电解质溶液的只能是NH4Cl溶液。 (2)正极材料是石墨，负极材料是_________。 锌(或Zn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 2MnO2 2e－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 正 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 13.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2中，生成LiMnO2。回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由____(填字母，下同)极流向____极。 b a 原电池中电流方向是由正极b流向负极a。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 (2)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____(填“是”或“否”)，原因是_______________________ _______。 否 电极Li是活泼金属，能与 水反应 由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。 (3)电池b极反应式为__________________________。 MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 14.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是____，放电时负极的电极反应式为____________ __________________。 (2)放电时，正极发生______(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为______________________________________。放电时，___(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 Zn 3Zn＋6OH－ －6e－===3Zn(OH)2 还原 正 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 本课结束 第1章　第2节 <<< Zn＋2NH＋2MnO2===Mn2O3＋2NH3＋Zn2＋＋H2O 2NH PbSO4＋2e－===Pb＋SO Pb＋SO－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 放电时，负极Pb发生氧化反应生成PbSO4，电极反应为Pb＋SO－2e－ ===PbSO4，C错误。 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋ SO 充电时，电池总反应为2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，由反应可知硫酸浓度不断增大，故C错误； 放电时，负极发生的反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4，由反应可知负极质量增加，故A、D错误。 根据总反应式中元素化合价的升降和正、负极的反应原理，正极反应式为5MnO2＋2e－===Mn5O，负极反应式为2Ag＋2Cl－－2e－===2AgCl，A项错误、B项正确； (3)请将正极反应式补充完整：________＋ 2NH＋______=== Mn2O3＋2NH3＋H2O。 正极发生还原反应，MnO2被还原为Mn2O3。但根据题目所给信息，铵根离子也应该在该极参与反应，生成NH3，正极电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。 (4)放电时NH向____极移动。 电池放电时，内电路中阳离子(NH)移向正极，阴离子移向负极。 2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－ 放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极的电极反应式为3Zn＋6OH－ －6e－===3Zn(OH)2，正极上发生还原反应，正极的电极反应式为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，正极附近生成了OH－，则溶液的碱性增强。 $