第1章 第2节 第2课时 化学电源-【新课程学案】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册教师用书word(鲁科版 山东专版双选版)
第二课时 化学电源
新知探究(一)——化学电源
(一)化学电源的分类及特点
(二)常见的化学电源
1.锌锰干电池
类别 | 酸性锌锰干电池 | 碱性锌锰干电池 | |
结构 示意图 | |||
负极材料 | 锌筒 | ||
正极材料 | 碳棒 | ||
电解质 | 氯化锌、氯化铵 | 氢氧化钾 | |
电极 反应 | 负极反应 | Zn-2e-==Zn2+ | Zn+2OH--2e-==ZnO+H2O |
正极反应 | — | 2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH- | |
电池反应 | — | Zn+2MnO2+H2O== ZnO+2MnOOH | |
[微点拨] 锌锰干电池的自放电现象
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干电池在高温及潮湿环境下贮存,自放电较为严重,主要是负极锌腐蚀引起。在低温下贮存自放电较小,但如果密封不好使氧进入电池,则自放电加剧。因自放电而产生的氢气积累到一定程度会发生气胀或漏液,这是应该防止的。
2.铅蓄电池
(1)构造
电极材料 | 负极 | 铅 |
正极 | 二氧化铅 | |
电解质溶液 | H2SO4溶液 | |
(2)工作原理
[微思考] 铅蓄电池在放电过程中其两极质量会减少吗?
提示:由于硫酸铅属于难溶物,附着在电极上,铅蓄电池在放电时两极材料由铅→硫酸铅,由二氧化铅→硫酸铅,因此该电池放电过程中的两极材料的质量都会增加。
(3)铅蓄电池的优缺点
优点 | 性能优良造价低、可多次充放电 |
缺点 | 单位质量电池释放的电能少 |
[微点拨] 铅蓄电池充电时,充电电池负极接外电池的负极,正极接外电池的正极,负极发生还原反应,正极发生氧化反应。充电时,电极反应是放电时电极反应的逆过程,但不是可逆反应。
[题点多维训练]
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1.铅蓄电池广泛应用于机动车辆,其构造如图所示,已知PbSO4难溶于水,电池反应为PbO2+Pb+2H2SO4==2PbSO4+2H2O,下列说法不正确的是 ( )
A.电池工作时,Pb为负极,发生氧化反应
B.电池工作时,电解质溶液pH保持不变
C.硫酸根离子在负极和正极都参与了反应
D.正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++S==PbSO4+2H2O
解析:选B Pb为负极,发生氧化反应,A正确;电池工作时,硫酸浓度减小,则电解质溶液pH增大,B错误;负极反应式为Pb+S-2e-==PbSO4,正极反应式为PbO2+S
+2e-+4H+==PbSO4+2H2O,故硫酸根离子在负极和正极都参与了反应,C、D正确。
2.镍-镉电池是一种可充电的“干电池”,使用寿命长达10~15年。其总反应为Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,负极发生了氧化反应,反应式为Cd+2OH--2e-==Cd(OH)2
B.放电时,正极反应为Ni(OH)2-e-+OH-==NiOOH+H2O
C.电池工作时,负极区pH增大,正极区pH减小
D.该电池放电时将电能转化为化学能
解析:选A 由电池总反应可知,放电时负极反应式为Cd+2OH--2e-==Cd(OH)2,负极区OH-浓度减小,pH减小;放电时正极反应式为NiOOH+H2O+e-==Ni(OH)2+OH-,正极区OH-浓度增大,pH增大;二次电池放电时化学能转化为电能。
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