专题1 第2单元 第2课时 化学电源(一) 常见的一次电池和二次电池(配套课件PPT)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(苏教版 闽桂蒙陕冀专版)
2026-08-14
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
进店逛逛 资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二单元 化学能与电能的转化 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 福建省,广西壮族自治区,内蒙古自治区,河北省,陕西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 3.28 MB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-14 |
| 作者 | 山东金榜苑文化传媒有限责任公司 |
| 品牌系列 | 步步高·学习笔记 |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59211143.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦化学电源,涵盖一次电池、二次电池及锂离子电池的分类、构造和反应原理,通过实验室场景插图导入,衔接原电池知识,搭建从理论到应用的学习支架。
其亮点是通过对比普通与碱性锌锰电池、铅蓄电池充放电过程等实例,结合电极反应式书写模型培养科学思维,分层练习题强化科学探究能力。助力学生系统掌握知识,教师可高效开展教学。
内容正文:
化学电源(一) 常见的一次电池和二次电池
第2课时
专
题
1
第
二
单
元
1.通过对常见化学电源的分析,建立对原电池系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。
2.掌握常见的一次电池和二次电池的反应原理并能书写电极反应式。
核
心
素
养
发
展
目
标
课时对点练
内
容
索
引
一、化学电源概述 一次电池
二、常见的二次电池
三、拓展——锂离子电池 复杂电极反应式的书写
< 一 >
化学电源概述 一次电池
1.化学电源的概述
(1)化学电源的分类
化学电源按其反应原理常分为如下三类:
①一次电池:一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是 。
②二次电池:又称 或 ,放电后可以再 使活性物质获得再生,因此二次电池可以多次 使用。
③燃料电池:是利用 和 之间发生的氧化还原反应,将_____
直接转化为 的化学电池。
另外,化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。
干电池
充电电池
蓄电池
充电
重复
燃料
氧化剂
化学
能
电能
(2)化学电池的回收利用
使用后的废旧电池中含有大量的 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。废旧电池要进行回收利用。
(3)化学电源的发展方向
不断研制小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。
重金属
普通锌锰干电池 碱性锌锰电池
示
意
图
构造 负极:_____
正极:________
电解质溶液:氯化铵和氯化锌溶液 负极反应物:_____
正极反应物:__________
电解质溶液:_____________
2.一次电池
(1)锌锰电池
锌筒
石墨棒
锌粉
二氧化锰
氢氧化钾溶液
普通锌锰干电池 碱性锌锰电池
工作
原理 负极:Zn-2e-+2N===Zn(NH3+
2H+
正极:___________________________
总反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2=== Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH 负极:________________
__________
正极:________________
___________________
总反应:Zn+2MnO2+2H2O===
2MnOOH+Zn(OH)2
2MnO2+2H++2e-=== 2MnOOH
Zn+2OH--2e-===
Zn(OH)2
2MnO2+2H2O+2e-
===2MnOOH+2OH-
(2)银锌纽扣电池
银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点,如图所示,总反应式:Zn+Ag2O===ZnO+2Ag。
①负极反应物: ;正极反应物: ;电解质溶液: 。
②电极反应式
负极: ;
正极: 。
锌粉
Ag2O
KOH溶液
Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-
(1)Zn具有还原性和导电性,可作锌锰干电池的负极材料
(2)手机使用的电池属于二次电池
(3)碱性锌锰电池比能量高,能提供较大电流并连续放电
(4)银锌纽扣电池使用过程中,负极区pH逐渐减小
√
√
√
√
正误判断
1.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-+2N===Zn(NH3+2H+,2MnO2+2H++2e-===
2MnOOH。下列有关锌锰干电池的叙述正确的是
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.干电池长时间连续工作后,糊状物可能流出,腐蚀用电器
D.干电池工作时,电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒
√
应用体验
干电池中锌筒作负极,石墨棒作正极,A错误;
干电池是一次电池,不能实现电能向化学能的转化,B错误;
干电池工作时,电流由正极石墨棒经外电路流向负极锌筒,D错误。
2.体温枪能快速检测人体体温,该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如图所示),电池的总反应式为Zn+Ag2O===ZnO+2Ag。下列关于该电池的说法正确的是
A.Ag2O电极作正极,发生氧化反应
B.该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动
C.电池工作时,电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极
D.该电池的负极反应为Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O
√
应用体验
根据总反应式可知,Ag2O中银元素化合价降低,得到电子,作原电池正极,发生还原反应,溶液中的K+向Ag2O电极移动,A、B错误;
电池工作时,电流从Ag2O电极经过外电路流向Zn电极,C错误;
Zn化合价升高,作原电池负极,根据总反应式可得该电极反应为Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,D正确。
3.已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
比较Mg、Al两种金属⁃空气电池,“理论比能量”之比是 。
3∶4
假设质量都是1 g,这两种金属转移的电子的物质的量分别为
×2= mol、×3= mol。
返回
应用体验
< 二 >
常见的二次电池
实例分析——铅蓄电池
(1)电池构造
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。
Pb+S-2e-===PbSO4
PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O
增大
减小
(4)铅蓄电池的优缺点
①优点:电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。
②缺点:比能量低、笨重、废弃后会污染环境。
(1)铅蓄电池放电时,正极与负极质量均增加
(2)铅蓄电池中的PbO2为负极
(3)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
如图为铅蓄电池示意图,其总反应为Pb+PbO2+4H++2S 2PbSO4
+2H2O。下列说法错误的
A.放电时,左侧电极反应式为PbO2+4H++S+2e-===
PbSO4+2H2O
B.放电时,电解质溶液的浓度逐渐增大
C.充电时,B电极与外接直流电源的负极相连
D.放电时,两电极的质量均增大
√
应用体验
放电时,B电极为负极,则充电时,B电极应与外接直流电源的负极相连,C项正确;
由电极反应式可知,放电时,两电极的质量均增大,D项正确。
(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
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
特别提醒
返回
< 三 >
拓展——锂离子电池 复杂电极反应式的书写
1.锂离子电池
(1)锂离子电池的优点:质量小、体积小、储存和输出能量大。
(2)常见的锂离子电池的构成
负极材料 正极材料 电解质溶液
大多数是碳素材料,如人工石墨、
、天然石墨等 多采用 或
等,一般是具有可供 (即可逆嵌脱)结构的化合物 将锂盐溶解在一定的非水、非质子性的
中制成的,是锂离子的载体
碳纤维
磷酸铁锂(LiFePO4)
钴酸锂(LiCoO2)
锂离子嵌入或脱嵌
有机溶剂
工作原理示意图
放电 负极:_____________________ Li+从 脱出,嵌入到______
正极:______________________________
电池反应:LixC6+Li(1-x)CoO2===LiCoO2+6C
在充放电过程中,Li+在正、负极间不断地进行可逆嵌脱
(3)常见锂离子电池的工作原理,阅读教材拓展视野(以钴酸锂⁃石墨锂电池为例)
LixC6-xe-===xLi++6C
Li(1-x)CoO2+xLi++xe-===LiCoO2
负极
正极
(4)锂离子电池的应用
便携式电子设备(手机、笔记本电脑等)、交通工具(电动汽车、电动自行车等)、大型储能电站等。
2.复杂电池反应中电极反应式的书写
1.一种锂离子电池的结构如图所示,电池反应为LixC6+LCoO2
6C+LiCoO2(x<1)。下列说法正确的是
A.充电时a极接外电源的负极
B.放电时Li+在电解质中向b极迁移
C.充电时若转移0.02 mol电子,石墨
电极将减少0.14 g
D.该电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
√
应用体验
放电时a极为正极,得电子,充电时a极为阳极,失电子,故充电时a极接外电源的正极,A错误;
放电时b极为负极,a极为正极,阳离子移向正极,阴离子移向负极,则Li+在电解质中向a极迁移,B错误;
充电时阴极、阳极反应式与放电时负极、正极反应式正好相反,放电时负极反应式为LixC6-xe-===6C+xLi+,则充电时阴极反应式为6C+
xLi++xe-===LixC6,所以充电时若转移0.02 mol电子,石墨电极将增重0.02 mol×7 g·mol-1 =0.14 g,C错误;
放电时,阳离子移向正极,即“放电处理”有利于Li+移向正极并嵌入正极材料,有利于锂在LiCoO2极回收,D正确。
2.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 ,放电时负极反应式为________________
。
(2)放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,正极反应式为 。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
2Fe+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-
正
应用体验
放电时,电池的负极上发生氧化反应,电极反应式为3Zn+6OH--6e-===3Zn(OH)2,正极上发生还原反应,电极反应式为2Fe+6e-+
8H2O===2Fe(OH)3+10OH-,则正极附近生成了OH-,溶液的碱性增强。
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课时对点练
对一对
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D C D C B C C
题号 9 10 11 12
答案 D A D B
13.
(1)b a (2)MnO2+e-+Li+===LiMnO2
(3)否 电极Li是活泼金属,能与水反应
答案
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14.
(1)负 K2SO4
(2)PbO2+S+Zn+2H2O===PbSO4+[Zn(OH)4]2-
(3)a
(4)xS+2e-=== 作离子导体(导电或作电解质)和隔离钠与硫 4.5
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题组一 化学电源概述
1.下列有关电池的叙述不正确的是
A.水果电池是方便实用的家用电池
B.铅蓄电池是一种常用的二次电池
C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置
D.普通锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄
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对点训练
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水果电池不能作为稳定的电源使用,不是方便实用的家用电池,A项错误;
氢氧燃料电池的能量转换效率高且产物为水,是一种高效、无污染的化学电池,C项正确;
普通锌锰干电池是一次电池,工作一段时间后,锌失电子,不断溶解,锌外壳逐渐变薄,D项正确。
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2.下列电池不属于化学电源的是
A.碱性锌锰电池 B.铅蓄电池
C.燃料电池 D.太阳能电池
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常见的化学电源:碱性锌锰电池、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。
题组二 一次电池
3.(2024·河北衡水高二联考)锌锰电池是生活中常用的电池,普通锌锰电池和碱性锌锰电池的结构分别如图所示,下列说法错误的是
A.锌锰电池属于一次电池,用完不可
随意丢弃
B.普通锌锰电池和碱性锌锰电池放电
过程中锌均发生氧化反应
C.放电时,普通锌锰电池的石墨电极上反应为2N+2e-===N2↑+4H2↑
D.放电时,碱性锌锰电池正极反应式为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-
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锌锰电池属于一次电池,含有重金属离子,用完不可随意丢弃,A正确;普通锌锰电池和碱性锌锰电池都是锌为负极,放电过程中锌均发生氧化反应,B正确;
放电时,普通锌锰电池的石墨电极上MnO2得电子,被还原,C错误;
放电时,碱性锌锰电池正极反应式为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-,D正确。
4.某电池原理如图所示,电池总反应为Zn+2===Zn2++2NH3↑+H2↑。下列有关该电池的说法中,错误的是
A.锌片上发生氧化反应
B.碳棒上反应为2N+2e-===2NH3↑+H2↑
C.该电池工作时Zn逐渐被消耗
D.断开导线,图示装置中不再发生任何反应
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放电时,Zn作为负极,发生氧化反应,A项正确;
Zn作为负极,碳棒作为正极,正极上N得电子,电极反应为2N+2e-===2NH3↑+H2↑,B项正确;
由电池总反应可知,该电池工作时Zn逐渐被消耗,C项正确;Zn+2N===Zn2++2NH3↑+H2↑为自发的氧化还原反应,断开导线Zn也可与电解质溶液发生反应,D项错误。
5.(2025·郑州期末)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极,海水为电解质溶液。空气中的氧气与铝反应产生电流,放电时
A.铝电极上发生还原反应
B.阳离子移向负极
C.氧气在正极上得电子
D.电流由铝板经外电路流向铂网
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由题意可知,铝为负极,发生氧化反应,A项错误;
原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,B项错误;
氧气在正极得电子,发生还原反应,C项正确;
原电池中,电流由正极流向负极,即由铂网经外电路流向铝板,D项错误。
6.研究人员发明了一种“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
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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-===Mn5,负极反应式为Ag+Cl--e-===AgCl,A项错误、B项正确;
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。
题组三 二次电池
7.铅蓄电池是常见的二次电池,已知充电时电池总反应为2PbSO4+2H2O
===PbO2+Pb+2H2SO4,其内部简易结构如图所示。下列说法正确的是
A.a是电源正极,b是电源负极
B.K连接M时,两个电极都有PbSO4生成
C.放电时,每转移0.5 mol e-,消耗0.5 mol H2SO4
D.放电时,PbO2电极的电极反应式为PbO2+4H++2e-
===Pb2++2H2O
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Pb电极发生PbSO4→Pb的还原反应(阴极),a是电源负极,A错误;
K连接M时,该装置为充电过程,两个电极上分别生成Pb和PbO2,B错误;
由放电总反应PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O可
知,每消耗2 mol H2SO4,转移2 mol e-,故每转移0.5 mol e-,消耗0.5 mol
H2SO4,C正确;
放电时,PbO2的电极反应式为PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O,D错误。
8.(2024·哈尔滨期中联考)镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池,其放电时的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,OH-向b极移动
B.放电时,a极发生还原反应
C.充电时电流的方向:外接电源正极→b极,
a极→外接电源负极
D.充电时,a极的电极反应为Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2
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由题图中电子移动方向可知放电时Cd为负极,NiOOH为正极。放电时,a极失电子,发生氧化反应,OH-向a极移动,A、B错误;
放电时a极为负极,b极为正极,充电时a与电源负极相连,b与电源正极相连,电流的方向:外接电源正极→b极,a极→外接电源负极,C正确;
充电时,a极的电极反应为Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-,D错误。
9.我国报道了一种新型Li⁃NO2电池,为NO2的治理和利用提供了新的研究思路,其工作原理如图所示,电池放电时的总反应为2Li+NO2===Li2O
+NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是
A.外电路电流的方向:b极→电流表→a极
B.b极的电极反应:NO2+2e-+2Li+===Li2O+NO
C.电解液中Li+向b极附近迁移
D.当外电路通过1 mol e-时,b极质量增加7 g
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根据电池放电时的总反应2Li+NO2===Li2O+NO可知,Li失电子发生氧化反应,a极为负极,b极为正极,电流方向:b极(正极)→电流表→a极(负极),A正确;
b极为正极,正极反应式为NO2+2e-+2Li+===Li2O+NO,由2e-~Li2O可知,电路中通过1 mol e-时,b极生成0.5 mol Li2O,质量增加0.5 mol×30 g·
mol -1=15 g,B正确、D错误;
原电池工作时,阳离子移向正极,即电解液中Li+向b极附近迁移,C正确。
10.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,有2 mol电子经电解质溶液移向二氧化锰
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-
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反应中Mn元素化合价降低,发生还原反应,故二氧化锰作电池的正极,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。
11.(2024·郑州第四十七中学高二检测)钠离子电池比锂离子电池更稳定,造价更低。某钠离子电池结构如图,已知电池反应:Na1-xMnO2+NaxCn
===NaMnO2+nC。下列说法错误的是
A.放电时,正极的电极反应式为NMnO2+xNa+
+xe-===NaMnO2
B.放电时,负极的电极反应式为NaxCn-xe-===xNa+
+nC
C.放电时,外电路中每转移0.2 mol电子,理论上石墨烯电极质量减少4.6 g
D.相同质量的负极材料,钠离子电池比锂离子电池可以提供更多电量
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由图可知,放电时,石墨烯电极为负极,NaxCn在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和C,电极反应式为NaxCn-xe-===xNa++nC,Na1-xMnO2在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO2,电极反应式为Na1-xMnO2+xNa++xe-===NaMnO2。
12.微生物电池具有高效、清洁、环保等优点。某微生物电池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.a极为该电池的负极
B.b极的电极反应式为-e-===
C.放电过程中a极附近溶液pH降低
D.当外电路通过1 mol e-时,理论上溶液中会有1 mol H+通过质子交换膜
移向b极
√
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该电池中CH3OH作还原剂,所以a极为该电池的负极,A正确;
b极的电极反应式为+e-===
,B错误;
放电过程中a极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,所以其附近溶液pH降低,C正确;
H+通过质子交换膜移向b极,D正确。
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晶格中,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。
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b
a
原电池中电流方向是由正极b流向负极a。
(2)电池正极反应式为 。
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MnO2+e-+Li+===LiMnO2
在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2+e-+Li+===LiMnO2。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂? (填
“是”或“否”),原因是______________________
。
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否
电极Li是活泼金属,能
由于负极材料Li是活泼金属,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。
与水反应
14.我国科学家发明了一种Zn⁃PbO2电池,可广泛应用于汽车启动、照明和电力系统等领域。电解质分别为K2SO4、H2SO4和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,结构示意图如图所示:
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(1)电池中,Zn为 极,B区域的电解质为 (填“K2SO4”“H2SO4”
或“KOH”)。
负
K2SO4
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根据Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-,可知Zn为负极,则A区域电解质是KOH,正极上PbO2放电转化为PbSO4,C区域电解质是H2SO4,故B区域电解质是K2SO4。
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(2)电池总反应的离子方程式为________________
。
PbO2+S+Zn
+2H2O===PbSO4+[Zn(OH)4]2-
负极的电极反应式为Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-,正极的电极反应式为PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O,则电池总反应为PbO2+S+
Zn+2H2O===PbSO4+[Zn(OH)4]2-。
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(3)阳离子交换膜为图中的 (填“a”或“b”)。
a
A区域电解质是KOH,OH-参与电极反应生成[Zn(OH)4]2-,负电荷减少,为了维持溶液呈电中性,K+通过离子交换膜a进入B区域,因此a为阳离子交换膜。
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(4)如图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na+xS===Na2Sx,正极的电极反应式为 。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_______________________________________。
与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。
xS+2e-===
作离子导体(导电或作电解质)和隔离钠与硫
4.5
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正极上是S得到电子发生还原反应:xS+2e-===;要形成闭合回路,M必须能使离子在其中定向移动,故M的两个作用是导电和隔离;假设消耗的质量都是207 g,则铅蓄电池能提供的电子为2 mol,而钠
硫电池提供的电子为9 mol,故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的4.5倍。
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第
二
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