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1、第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能第2课时发展中的化学电源一、锌锰干电池1结构锌锰干电池是以锌筒为_极，石墨棒为_极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作_。2原理锌锰电池是_电池，放电之后_充电，内部的氧化还原反应是_的。负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为2MnO2+2+2eMn2O3+2NH3+H2O。3缺陷与改进锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的_。改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成_电池；将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成_性锌锰电池。二、充电电池1充电电池又称_电池。充电电池在放电时
2、所进行的_反应，在充电时又_进行，_重新转化为_，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：_。2常见的充电电池(1)铅蓄电池负极是_，正极是_，电解质溶液是_，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。(2)镍镉电池以_为负极，_为正极，以_为电解质，寿命比铅蓄电池_，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重_环境。(3)碱金属中的_是最轻的金属，活泼性_，是制造电池的理想物质。_电池是新一代可充电的绿色电池。三、燃料电池1燃料电池是通过_与_分别在两个电极上发生_反应，将_能直接转化为_能的装置。2燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率_、能量转化率_。与干电池或者蓄
3、电池的主要差别在于反应物_，而是由外设装备提供_和_等。3以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：_(氧化反应)；正极：_(还原反应)；总反应：_。【答案】一、1负正电解质2一次性不能不可逆Zn2eZn2+3腐蚀防漏碱二、1二次氧化还原逆向生成物反应物化学能电能2(1)PbPbO2硫酸溶液(2)CdNiO(OH)KOH长污染(3)Li极强锂离子三、1燃料氧化剂氧化还原化学电2高高不是储存在电池内部燃料氧化剂32H2+4OH4e4H2OO2+2H2O+4e4OH2H2+O22H2O一、原电池电极反应式的书写1电极反应式的书写方法(1)负极反应式的书写活泼金属作负极(电
4、极材料本身反应)生成的阳离子与电解液不反应时：MneMn+。若生成的阳离子与电解液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解液反应的反应式”叠加写出。燃料电池(电极材料本身不反应)H2O2(H2SO4)燃料电池负极反应式：H22e2H+。H2O2(KOH)燃料电池负极反应式：H22e+2OH2H2O(可看成H22e2H+、2H+2OH2H2O)。(2)正极反应式的书写首先判断在正极反应的物质当负极材料与电解液能反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解液中的某种粒子。当负极材料与电解液不反应时，在正极上发生电极反应的是溶解在电解液中的O2。燃料电池中正极反应的物质是作氧化剂的物质。根据具体
5、情况书写正极反应式(也要考虑是否与电解液反应)H2O2(H2SO4)的正极反应式：O2+4e+4H+2H2O。H2O2(KOH)的正极反应式：O2+4e+2H2O4OH。2书写原电池电极反应式时注意的问题(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，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)。二、燃料电池的相关判断常见的燃料电池有氢氧燃
6、料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。燃料电池的正极反应物一般为氧气。电解质不同，电极反应就不同，如氢氧燃料电池以强碱溶液为电解质，其放电原理如下：负极(H2)反应式：2H24e+4OH4H2O(氧化反应)正极(O2)反应式：O2+2H2O+4e4OH(还原反应)电池总反应式：2H2+O22H2O氢氧燃料电池以酸为电解质，其放电原理如下：负极(H2)反应式：2H24e4H+(氧化反应)正极(O2)反应式：O2+4H+4e2H2O(还原反应)电池总反应式：2H2+O22H2O典例1 (吉林省长春外国语学校20172018学高一下学期期末考试)我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解
7、质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，下列说法不正确的是A负极是铝失电子被氧化B该电池通常只需更换铝板就可继续使用C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极【答案】D【解析】根据电池总反应可知，电池工作时，负极为Al，发生氧化反应，正极上通入空气，发生还原反应，结合原电池的工作原理解答该题。A、负极是铝失电子被氧化，发生氧化反应，A正确；B、Al不断反应，不断溶解，所以一段时间后，更换铝板就可以继续使用，B正确；C、铂做成网状的目的是增大与氧气的接触面积，可以加快反应速率，C正确；D、电池工作时
8、，电流由正极流向负极，即从铂电极沿导线流向铝电极，D错误；答案选D。典例2 如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时两种。试回答下列问题：(1)写出酸式电池的电极反应式：负极_，正极_；电池总反应式为_；电解质溶液pH的变化是_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)碱式电池的电极反应反应式：负极_，正极_；电池总反应式为_；电解质溶液pH的变化是_(填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】(1)2H24e4H+O2+4e+4H+2H2O2H2+O22H2O变大(2)2H24e+4OH4H2OO2+
9、4e+2H2O4OH2H2+O22H2O变小【解析】(1)正极上，O2得电子变为O2，溶液中O2不能单独存在，酸性条件下与H+结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H+，H+进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。(2)正极上，O2得电子变为O2，溶液中O2不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH；负极上，H2失去电子变为H+，碱性条件下H+不能大量存在，与OH结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH)变小，pH变小。K基础1(浙江省余姚中学20172018学年高一4月质量检测)下列有关电池的说
10、法不正确的是A手机上用的锂离子电池属于二次电池B燃烧植物的秸秆和枝叶以获取热量和肥料属于生物质能的利用方式C所有的氧化还原反应都可以设计成原电池D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存在电池内的新型发电装置2废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是A把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B碳棒取出洗净用作电极C把铜帽取下洗净回收利用D电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用3下列说法中正确的是A任何化学反应都能设计成原电池B手机上用的锂离子电池属于一次电池C原电池中的阳离子向负极
11、移动D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快4锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池， 某种锂离子电池的总反应为Li+MnO2LiMnO2，下列说法中正确的是ALi是正极，电极反应式为LieLi+BLi是负极，电极反应式为LieLi+CMnO2是负极，电极反应式为MnO2+eMnO2DLi是负极，电极反应式为Li2eLi2+5(山东省济南第一中学20172018学年高一下学期期中考试)铝海水空气电池在航海中得到广泛的应用，其以海水做为电解液，电池的电极反应式分别为：Al3eAl3+，O2 + 2H2O + 4e4OH
12、，下列说法正确的是A该电池的正极是铝，发生氧化反应B电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，再从电解质溶液流回负极。C该电池的正极反应物是氧气D该电池实现了将电能转化为化学能6(湖南省五市十校20172018学年高一下学期期末考试)锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li2H2O2LiOHH2。电池工作时，下列说法错误的是A金属锂作负极 B电子从锂电极经导线流向镍电极C可将电能转化为化学能 D海水作为电解质溶液7(吉林省长春外国语学校20172018学高一下学期期末考试)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：(1)负极反应为_。(2)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2Li+H22LiH .LiH+H2OLiOH+H2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。8有甲、乙两位同学均想利用原电池
