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1、第二节第二节化学电源化学电源目标导航预习导引1.能说出化学电源的优点及在各方面的应用。2.能记住常见的一次电池、二次电池和燃料电池的工作原理。3.能说出废旧电池对环境的危害,树立环保意识。目标导航预习导引一二三四一、化学电池的分类及其优劣1.化学电池的分类 2.化学电池的优点(1)化学电池的能量转换效率较高,供能稳定可靠。(2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。(3)使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。目标导航预习导引一二三四3.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位(Wh)/kg或(Wh)/L。(2)比功率:即单位质量或单位
2、体积所能输出功率的多少,单位W/kg或W/L。(3)电池的可储存时间的长短。目标导航预习导引一二三四二、一次电池1.碱性锌锰电池(1)基本构造:(2)组成。正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。 目标导航预习导引一二三四(4)特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电。目标导航预习导引一二三四2.锌银电池(1)基本构造及工作原理。(2)组成:负极:Zn,正极:Ag2O,电解质:KOH。(3)工作原理。(4)特点:比能量大,电压稳定,储存时间长,适用于小电流连续放电。 目标导航预习导引一二三四3.锂电池(1)基本组成:负极:Li。正极:M
3、nO2、CuO、FeS2等。电解质:非水溶剂。(2)特点:比能量高、电压高、工作温度宽,储存时间长。目标导航预习导引一二三四三、二次电池(以铅蓄电池为例)1.基本构造负极:Pb。正极:PbO2。电解质:H2SO4溶液。目标导航预习导引一二三四目标导航预习导引一二三四3.铅蓄电池的优缺点(1)优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,在生产、生活中应用广泛。(2)缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。目标导航预习导引一二三四四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)1.基本构造 目标导航预习导引一二三四3.燃料电池的优点(1)能量转化率高。燃料电池的能量转换率超过80%,普通燃烧
4、过程能量转换率仅30%多。(2)污染小。燃料电池是利用燃料直接燃烧产生的热量发电吗?为什么?提示：不是。燃料电池产生电流的过程并非燃料的直接燃烧,而是燃料和氧化剂(氧气)分别在原电池的两极上发生反应,实现化学能转化成电能。知识梳理典例透析一二一、燃料电池的工作原理1.工作原理(1)电极:所用电极一般为惰性电极。负极:H2、烃、甲醇、肼均可作燃料,失电子发生氧化反应;正极:空气或O2作氧化剂得到电子;电子沿导线连续不断地把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。(2)电解质:所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化物(或熔融盐)等。知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二(2)甲烷燃料电池。用导线连接的两个铂
5、电极插入电解质溶液中,然后向两极分别通入CH4和O2。知识梳理典例透析一二二、化学电源电极反应式的书写1.根据装置书写电极反应式(1)确定原电池的正负极及放电的物质。首先根据题目给定的图示装置特点,结合原电池正负极的判断方法,确定原电池的正负极及放电的物质。(2)书写电极反应式。负极反应:规律:活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H+(或其他氧化产物)。特例:若电解质溶液中的阴离子与生成的金属阳离子或H+能反应,则该阴离子应写入电极反应式,如铅蓄电池的负极反应是知识梳理典例透析一二正极反应:规律:阳离子得电子生成单质或氧气得电子。特例:若是氧气得电子,要考虑电解质溶液的性质。
6、(3)写出电池总反应方程式。结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。知识梳理典例透析一二2.根据电池总反应方程式,写电极反应式(1)一般书写步骤:第一步:找出还原剂和氧化剂,确定负极、正极放电的物质。第二步:利用电荷守恒写出电极反应式,注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应,如O2-在酸性溶液中生成H2O,在碱性或中性条件下生成OH-;+4价碳在酸性条件下生成CO2,在碱性溶液中以 形式存在。第三步:验证,将两个半反应相加,得总反应方程式。总反应方程式减去一个反应式得到另一个反应式。知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二3.可充电电池电极反应 特别提醒解答书写有关电
7、极反应式的题目时,应先写出总化学方程式,再找出电解质溶液的成分,最后分别写出正极反应式和负极反应式,从而作出合理的判断。 知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3一次电池 【例题1】 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,故得到广泛应用。锌锰碱性电池以KOH溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l) Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)下列说法错误的是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-2MnOOH(s)+2OH-(aq)C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol电子
8、,锌的质量理论上减小6.5 g知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3答案：C 知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3二次电池 知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3解析：因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确;充电时的阴极反应为Fe(OH)2+2e- Fe+2OH-,故此时阴极附近溶液的pH增大,故C错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。答案：C知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3燃料电池 【例题3】 下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示：,下列叙述不正确的是()A.a电极是负极B.b电极的电极反应为:4OH-4e- 2H2O+O2C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3答案：B
