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1、第四章第二节 化学电源【学习目标】1、认识日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。【学习重点】化学电源的结构及电极反应的书写。【学习难点】燃料电池电极反应的书写。 自 主 学 习一、化学电源（一）化学电源的分类1.一次电池：电池中发生 反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。2.二次电池：可多次 的电池。3.燃料电池：利用 和 间的氧化还原反应将 能转化为 能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能的原因 。 4.判断电池优劣或者是否合适某种需要，主要看这种电池 或 以及电池的可存储时间的长短
2、。二、一次电池（一）锌锰电池分为酸性和碱性两种1.普通锌锰电池：酸性电解质为 负极：材料 ，反应式： 正极：材料 ，反应式：22 e-2MnO22NH3Mn2O3H2O总反应化学反应方程式：Zn +2MnO2 +2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl 2+2NH32. 碱性锌锰电池：负极：材料 ，反应式： 正极：材料 ，反应式：2MnO2+2e-+2H2O =2MnOOH+2OH-总反应化学反应方程式：Zn +2MnO2 +2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2（二）银锌电池负极：材料 ，反应式： 。正极：材料 ，反应式： 。总反应化学反应方程式：Zn +AgO2 +H2O= Zn(OH)2+2A
3、g三、二次电池（一）铅蓄电池最常见的二次电池总反应化学反应方程式：放电时：负极：材料 ，反应式： 。正极：材料 ，反应式： 。充电时：阳极(氧化反应)：材料 ，反应式： 阴极(还原反应)：材料 ，反应式： （二）目前已经开发的新型二次电池有 四、燃料电池（一）氢氧燃料电池总反应化学反应方程式：2H2 +O2 = 2H2O ，正、负极材料是： 1. 使用中性作电解质负极反应式： ；正极反应式： 。2使用酸性电解质负极反应式： ；正极反应式： 。3使用碱性电解质负极反应式： ；正极反应式： 。小结：氢氧燃料电池的电解质适合选择 性的电解质。燃料电池与前几种电池的比较的优势：氧化剂与还原剂在工作时不
4、断补充；反应产物不断排出能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。如氢燃料电池的产物对环境是友好的。五、书写电极反应式注意点：1、普通原电池找出氧化反应和还原反应的物质和电子得失的数目，确定正负极反应的物质；根据反应物和产物的结构，考虑反应环境（离子共存）写出正负极反应式。正负极反应式遵守得失电子相等的原则。总反应的离子方程式是正、负两个极电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减半反应可得另一极反应。检查：质量守恒和电荷守恒。注意：判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，M
5、g作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。2、燃料电池：抓正极、看环境、得负极先写正极：正极一般是O2得电子发生还原反应。看环境：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中不能出现的H+，酸性介质中不能出现的OH-。得负极：用总的离子反应式减去正极反应式即可得到负极反应式。检查：质量守恒和电荷守恒。合作探究1、用镁片和铝片为电极，分别以稀H2SO4和NaOH溶液为电解质溶液，构成有盐桥的原电池，请画出装置图，并写出正、负极反应式。2、甲烷燃料电池是一种新型高效的电池，它采用铂为电极材料，两极上分别通入CH4和O2进行
6、反应，KOH溶液作为电解质。你认为选择KOH溶液作为电解质的原因是什么？请写出总反应的离子方程式和正、负极反应式。原因： 。负极反应式： ；正极反应式： ；总反应离子反应方程式： ； 总反应化学反应方程式： 。3、甲醇燃料电池（DMFC）可用于生命探测仪，该燃料电池以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，电解质可以是质子交换膜（可传导氢离子），甲醇和氧气分别在多孔金属电极上发生反应，从而将化学能直接转化为电能，如图所示，（1）请写出正、负极反应式。负极反应式： ；正极反应式： ；（2）如果电解质换成NaOH溶液，请写出请写出正、负极反应式。负极反应式： ；正极反应式： ；4、肼（N2H4）一空气燃料电池是
7、一种环保型碱性燃料电池，其电解质是20%-30%的KOH溶液，产物是N2和H2O，请写出总反应的离子方程式和正、负极反应式。负极反应式： ；正极反应式： ； 总反应化学反应方程式： 。巩固练习1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )A.利用电池外壳的金属材料 B.不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品C.回收其中石墨电极 D.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染2. 在蓄电池放电时,溶液的pH将( )A.不变 B.升高 C.降低 D.无法确定3.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以K
8、OH溶液为电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。关于该电池的叙述不正确的是( )A.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极B.使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极,Ag2O是负极C.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-D.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应4.(双选) 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：X极： O22H2O4e4OH；Y极：2H24OH-4e4H2O下列判断正确的是 （ ）AX是正极 B负极材料是氢气C电解液可能是硫酸 DY极发生氧
9、化反应，故是负极5.市场出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等它在使用之前需用塑料袋与空气隔绝使用时开启塑料袋的小气孔，轻轻揉搓就会放出热量来当使用完后还会发现有铁锈生成，依上述现象完成下列问题：（1）“热敷袋”放出热量时铁发生了 反应（填“氧化”或“还原”）。（2）炭粉的主要作用是： ；加入氯化钠的作用： 。（3）试用有关电极反应和化学方程式来表示上述变化过程：负极反应式： ；正极反应式： 。化学方程式： 。导学案答案自主学习一（一）1.不可逆氧化还原 2.重复放电充电 3.燃料；氧化剂；化学；电；还原剂与氧化剂不是全部贮存在电池内，而是在工作不断从外界输入，同时把电极反应产物排除电池，能量转换率达到80%以上 4、单位质量、单位体积输出的能量；输出功率二（一）1.NH4Cl，负极：Zn，Zn-2e=Zn2+；正极：石墨2.负极：Zn，Zn+OH-2e=Zn(OH)2；正极：MnO2（二）负极：Zn，Zn-2e+2OH = Zn(OH)2；正极：Ag2O+H2O+2e = 2Ag+2OH三（一）Pb，Pb-2e-+SO42- = PbSO4；PbO2,PbO2+2e+4
