《高中化学人教必修二教师用书：第二章 第二节 第2课时 发展中的化学电源 Word含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学人教必修二教师用书：第二章 第二节 第2课时 发展中的化学电源 Word含解析（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时发展中的化学电源1了解常见的化学电源。2理解燃料电池的工作原理。1干电池最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一种一次性电池，放完电后不能再使用。(1)锌锰电池(2)碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进。2充电电池充电电池又称二次电池，它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。(1)铅蓄电池：正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质溶液为H2SO4溶液。(2)镍镉电池：正极材料为NiO(OH)，负极材料为Cd，电解质为KOH。(3)锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。3燃料电池(1)原理利用原电池的工作原理
2、将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。(2)与其他电池的区别由外设装备提供燃料和氧化剂，且电极材料不参与反应等。4废旧电池中含有汞、镉、铅等大量毒性很强的重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。并通过食物链对人体健康造成威胁和危害。因此，要把废旧电池回收到指定的地点进行再处理。1对化学电源的叙述正确的是()A化学电源比火力发电对化学能的利用率高B最早使用的化学电池是铅蓄电池C化学电源均是安全、无污染的D化学电源是指可充电电池解析：火力发电其能量转化率不如化学电源能量转化率高，A项正确；最早使用的化学电池是锌锰电池，最早使用的充电电池是铅蓄电池，B项错误；化学电源一般较安全，但
3、含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染，C项错误；有些化学电源是可充电电池，如铅蓄电池，有些是不可充电的电池，如干电池，D项错误。答案：A2锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。下列有关说法错误的是()A电池放电时Zn电极逐渐溶解B石墨为正极C电子由石墨经导线流向Zn片D电池放电时实现了化学能向电能的转化解析：A项Zn为负极，碱性条件下被氧化为ZnO而溶解，正确；B项石墨为正极，正极上O2得电子被还原，正确；C项电子由负极(Zn)经导线流向正极(石墨)，错误；D项电池放电是化学能转化为电能，正确。答案：C3燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中
4、把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：x极：O2(气)2H2O(液)4e=4OHy极：H2(气)2OH=2H2O(液)2e回答下列问题：(1)x是_极，发生_(填“氧化”或“还原”)反应。(2)y是_极，发生_反应，总反应方程式为_。(3)若反应后得到7.2 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_mol。解析：(1)x极：O2得电子，发生还原反应，该电极为正极。(2)y极：H2失电子，发生氧化反应，该电极为负极。x极、y极得失电子数相同，x极电极式与y极电极式乘以2相加得总方程式为2H2O2=2H2O。(3)4e2H2O4 mol 218 gn(e) 7.2 g则
5、n(e)0.8 mol。答案：(1)正还原(2)负氧化2H2O2=2H2O(3)0.8常见的化学电源1化学电源的分类干电池充电电池燃料电池举例普通锌锰电池铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等氢氧燃料电池、甲烷燃料电池特点属于一次性电池，放完电后，不能再使用(1)又称二次电池，该类电池既可放电又可充电，具有双重功能；(2)在放电时，利用自发的氧化还原反应，在充电时，反应可以逆向进行；(3)可以多次充放电循环使用(1)是一种高效低污染的新型电池；(2)工作时，将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为热能2.常见的化学电源(1)普通锌锰干电池锌锰干电池构造如图所示。其电极反应可表示为：负极：Zn2e=
6、Zn2正极：2NH2e=2NH3H2H22MnO2=Mn2O3H2O4NH3Zn2=Zn(NH3)42淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。电池的总反应式为2Zn4NH4Cl4MnO2=Zn(NH3)4Cl2ZnCl22Mn2O32H2O(2)充电电池二次电池充电电池的原理为：铅蓄电池铅蓄电池的构造状况如图所示。其放电原理为：负极反应式：Pb2eSO=PbSO4正极反应式：PbO22eSO4H=PbSO42H2O电池反应式：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O镍镉电池负极材料：Cd正极材料：NiO(OH)电解质溶液：KOH溶液负极反应式：Cd2e2OH=Cd(OH)2正极反应
7、式：2NiO(OH)2e2H2O=2Ni(OH)22OH电池反应式：Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2(3)燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等，电解液一般为40%的KOH溶液。其电极反应式为：正极：O22H2O4e=4OH负极：2H24OH4e=4H2O总反应式为2H2O2=2H2O甲烷燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。负极：CH410OH8e=CO7H2O正极：2O24H2O8e=8OH电池总反应式：CH42O22KOH=K2CO33H2O(2018辽宁六校协作
8、体期中)日常所用干电池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2氧化吸收H2)，电极反应可简化为Zn2e=Zn2；2NH2e=2NH3H2(NH3再用于结合Zn2)。根据上述叙述判断下列说法中正确的是()锌为正极，石墨为负极锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出而腐蚀用电器ABCD【解析】由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出错误，正确；在外电路，电子从负极流向正极，错误；长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢
9、溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器，正确。【答案】D(2018大庆中学阶段检测)如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B锌锰干电池在长时间使用后，锌筒变薄C氢氧燃料电池是将化学能转化为热能，是一种具有应用前景的绿色电源D手机上使用的锂离子电池属于二次电池，是新一代可充电的绿色电池解析：这三个装置示意图分别是一次电池、二次电池和燃料电池，A正确；锌锰干电池中较活泼金属锌做负极，失去电子而逐渐消耗，所以长时间使用后，锌筒变薄，B正确；原电池都是将化学能转化为电能的装置，氢氧燃料
10、电池也是如此，C错误；锂离子电池同铅蓄电池一样都属于二次电池，即可多次进行放电、充电，D正确。答案：C原电池电极反应式、电池反应式的书写1原电池电极反应式的书写在书写电极反应式时，先确定原电池的正、负极，然后再书写。(1)负极反应式的书写：活泼金属作负极时，电极本身被氧化：若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如：Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2。若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。铅蓄电池负极反应式：Pb2eSO=PbSO4。负极本身不反应时，常见书写方法为：氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H22e=2H。氢氧(碱性)燃料电池，
11、负极反应式为H22e2OH=2H2O。(2)正极反应式的书写：首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的粒子；其次确定该粒子得电子后变成哪种形式。如：氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为O22H2O4e=4OH。氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为O24H4e=2H2O。铅蓄电池正极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O。2电池反应式的书写两电极反应式，得失电子数相等时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。有时可根据题意直接写出电池反应式。如：氢氧燃料电池总反应式为2H2O2=2H2O，酸性介质中CH4燃料电池总反应式为CH42O2=CO22H2O。在书写电极反应式时，若是电解质溶液中的
12、某种离子发生氧化或还原时，无论该离子是强电解质提供的还是弱电解质提供的一律写离子符号；而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示。Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlClxSOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。(4)组装该电池
13、必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。【解析】(1)根据题给总反应方程式，分析反应中化合价变化，Li化合价升高作还原剂，被氧化，作负极；SOCl2中硫元素化合价降低，被还原，SOCl2在正极发生还原反应。该电池的负极材料为Li，电极反应式为Lie=Li。(2)正极反应可由总反应减去负极反应得到：2SOCl24e=4ClSSO2。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为HCl和SO2，所以实验现象为出现白雾和有刺激性气体生成。(4)因为构成电池的主要成分Li能和O2、水发生反应，且SOCl2也与水反应，故该电池必须在无水、无氧的条件下进行。【答案】(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应，SOCl2也可与水反应可以将反应ZnBr2=ZnBr2设计成蓄电池，下列表示放电时的负极反应
