2020年高一化学人教必修2同步导学提分教程22 第2课时 发展中的化学电源要点总结透析提升

1、2 2020年高一化学人教必修 发展中的化学电源 【自主导学】 一、干电池 1构造示意图 2工作原理和正负极： 为正极，发生还原反应。_石墨棒_为负极，发生氧化反应，_锌_ 3特点： 一次电池，放电后_不能_充电。(1) 便于携带，价格低。(2)_KOH，并在构造上改进，可以制成_碱性NH(3)若将电解质Cl换成湿的4 锰电池。 点拨：现代生活中，应用更多的是碱性锌锰电池。 二、充电电池电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电_二次_1特点：又称 时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 实例2电池类型 负极 正极 电解质 _HSO 铅蓄电池_ _Pb_ _PbO_ 422_KOH_ 镍

2、镉电池_Cd_ NiO(OH) _Li_ 锂离子电池点拨：实际应用中，充电电池的充放电次数仍有限制。 三、燃料电池 构造示意图1 分别在两个电极上反应将化学能转化为电能。特点：_氧气燃料气体和_2 实例3 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池 _ 失电子甲烷负极 _氢气_失电子 _得电子_氧气正极 氢氧化钾或硫酸电解质点拨：燃料电池中通入氧气的电极为正极，通入可燃物的电极为负极。 【知识点1 常见化学电源的特点】 问题探究： 1你知道铅蓄电池中的正、负极材料和电解质溶液是什么吗？ 2燃料电池电极有什么特点？ 探究提示：1.负极：Pb；正极：PbO，电解质溶液：稀硫酸。 22两个电极一般都是惰性电极，本身

3、不包含活泼性物质，只是一个催化转换元件。 知识归纳总结： 几种电池的特点 充电电池(二次电燃料电池一次电池) (干电池 名称) 池电极本身不包含放电后可再充电发生(活性物质 特点氧化还原反应的物质)消耗到一定程度后，不能再使用 电解质溶液为胶 状，不流动使活性物质获得再生 可以多次充电，重复使用 活性物质，只是一个催化转换元件 工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出 举例 普通的锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池等 锂电池、铅蓄电池、 镍镉电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CHOH3 燃料电池等 2 化学电源电极反应式的书写】【知识点溶液作电解质溶液的氢

4、氧燃料电池的正极反应式KOH问题探究：1.以30%的 是什么？KOH溶液的浓度如何变化？的物2以稀硫酸为电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式是什么？SOH42 质的量变化吗？2H1.探究提示：正极反应式为O2HO4e；=4OH总化学反应方程式为222 KOHO=2HO，的物质的量浓度减小。22 O4e，总的反应4H正极反应式为2O=2H22 SO的物质的量不变。=2H方程式为2HOO，H42222 【知识归纳总结】 1常见化学电源电极反应式： 。(如图1)普通锌锰干电池2 负极：Zn=Zn2eO HO2NH正极：2MnO2e=Mn2NH2223432=Zn总反应：Zn2MnOO 2NHO2NH

5、MnH423322 2)。铅蓄电池(如图(2)2 2eSO=PbSO负极(Pb)：Pb442O 2H2e4H=PbSOSO正极(PbO)：PbO22244O 2H=2PbSOSOPbPbO2H总反应：22424工作原理：放电时，二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极发生氧化反应。 充电时，二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极发生还原反应。 氢氧燃料电池。(3) 酸性 碱性 =4H4e2H4e2H4OH=4H负极 O 222 =4OHO4HO 正极4e=2HO 4e2HO22222H O=2HO 总反应222 电极反应式的书写2. 原电池负极反应式的书写。(1) 较活泼金属作负极时，电极本身被氧化。若

6、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，a22 2e2eZn如=ZnCu，=Cu。若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应为两反应合并后的b2 SOPb反应。如铅蓄电池负极反应为2e=PbSO。44负极本身不反应 ；=2HH燃料电池，负极反应为2e (氢氧酸性)2=2HO2e。 H)(氢氧碱性燃料电池，负极反应为2OH22(2)原电池正极反应式的书写。 书写时总的原则是首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒； 其次确定该微粒得电子后生成什么物质。 O )燃料电池，正极反应为O4H=2H4e如氢氧(酸性22 = 4OH4e。2HO氢氧(碱性)燃料电池，正极反应为

7、O22 一般电极反应式的书写思路3 【提升训练】 ) 聊城高一检测(2019)下列电池工作时，O在正极放电的是( B 12 D.氢燃料电池 铅蓄电池 镍镉电池C.A锌锰干电池 B.22NH2e，=Zn正极反应为2MnO解析：锌锰干电池中，负极反应为Zn42=MnO2NHHO，所以不符合题意，A错误；酸性氢氧燃料电池电极2e2323=2HO4eO4H反应式为2H4e，碱性氢氧燃料电池，电极反应=4H、222，所以符合题意，B4e正确；=4OH= 4HO、O2HO式为2H4e4OH22222=PbSO，正极电极反应为PbOSO铅蓄电池放电时负极电极反应为Pb2e2442所以不符合题意，C错误；镍镉

8、电池放电时正=PbSOSO2HO2e4H，2442eCdO2H2e2OH=2Ni(OH)2OH，负极反应为2NiO(OH)极反应为22=Cd(OH)，所以不符合题意，D错误。 22镍镉(NiCd)可充电电池可以发生如下反应：Cd(OH)2充电 Cd2NiO(OH)2H) A 2Ni(OH)( 该电池的负极材料是由此可知，O放电22ACd BNiO(OH) DCd(OH) Ni(OH) C22解析：放电时，元素化合价升高失电子的物质为负极材料。 3下列关于化学电源的说法正确的是( D ) A干电池放电之后还能再充电 B充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能 C充电电池可以无限制地反复放电、充

9、电 D氢氧燃料电池是一种环境友好电池 解析：干电池为一次电池，放电之后不能再充电，A项错；充电电池放电时，化学能转化为电能，充电时，电能转化为化学能，B错误；充电电池也有使用寿命，C项错误；氢氧燃料电池产物为水，对环境无污染，D项正确。 4.如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是( C ) A电池内部含有电解质 B锌是负极，碳棒是正极 C电池用完后可埋入土壤 D锌锰干电池是一次性电池 解析：锌锰干电池为一次性电池，由活泼性不同两极和电解质溶液构成，锌为负极，碳棒为正极，锰元素为重金属，用完后埋入土壤造成污染，C项不正确。 5燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧把

10、化学能直接转化为；Y=4OH极：O(l)极：O(g)2H4eX电能。氢氧燃料电池的基本反应是22=2HO(l)。下列说法正确的是2e( A H(g)2OH) 22AX是正极 BY是正极 D电子由 YC极发生还原反应X极移向Y极 原电池的负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，解析： 项D)，C错误；放电时，电子由负极(Y极)经导线流向正极(X极项正确，AB、 错误。银锌电池用途广泛，可用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程6充电 AgOZn(OH)ZnHO，此电池放电时，负极上发生可以表示为2Ag放电222) 反应的物质是( D BAg Zn(OH)A2Zn CDAgO 2解析

11、：放电过程为原电池反应，放电时失电子一极为负极，D项正确。 7混合动力汽车配有电动、汽油双引擎。在减速时，自动捕捉减少的动能；在高速行驶时，启用双引擎，动力更强劲。下列有关混合动力汽车的说法不正确的是( D ) A减速制动时动能转化为电能储存在电池中 B高速行驶时电池电能转化为汽车部分动能 C通过发电机电动机互变循环减少汽车油耗 D双动力汽车工作时不会产生废气污染环境 解析：根据题目信息，在减速时，自动捕捉减少的动能转化为电能储存在电池中，故A正确；在高速行驶时，启用双引擎，电池电能转化为汽车部分动能，故B正确；通过发电机电动机互变循环可以减少汽车油耗，故C正确；汽油引擎工作时，会产生废气污染

12、环境，故D错误。 ，H固体为电解质传递其某固体酸燃料电池以 8.(2019郑州高一检测)CsHSO4基本结构如图，电池总反应可表示为2HO=2HO，下列有关说法正确的是222) D ( A电子通过外电路从b极流向a极 4e= 4OHO2HOBb极上的电极反应式为22C每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下2.24 L的H 2由a极通过固体酸电解质传递到Hb极 D解析：由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；b，4e4H= O，B错；负极反应为4e极上的电极反应式为O2H4H=2H222每转移0.1 mol电

13、子，则消耗0.05 mol H，即消耗标准状况下1.12 L H，C错；22从负极向正极移动，D正确。原电池中H 9.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2Li2HO=2LiOHH。电池工作时，下列说法错误的是( D ) 22 A金属锂作负极 B电子从锂电极经导线流向镍电极 C海水作电解质溶液 D可将电能转化为化学能 解析：据电池反应，金属锂失电子作负极，电子从锂电极经导线流向镍电极，A、B不选；由装置图知，海水作电解质溶液，C项不选；原电池将化学能转化为电能，D项错误，选D。 10. (2019新乡高一检测)如图是某碱性氢氧燃料电池的工作原理示意图，下列说法错误

14、的是( C ) A气体2是氧气 BC极为电源负极 1 =2H负极上的电极反应式为H2eC2D装置中能量转化形式：化学能电能、电能光能 解析：根据电子的移动方向可知，C极为电源负极，C极为电源正极。C极212为电源正极，因此气体2是氧气，故A正确；C极为电源负极，故B正确；电解1=2HO，2OH，不能生成氢离子，负极上的电极反应式为H2eKOH质溶液为22故C错误；根据图示，装置中能量转化形式：化学能电能、电能光能，故D正确。 11.MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H，电解质为熔融的KCO。已知该电池的总反应为2HO=2HO，232222下列有关该电

15、池的说法正确的是( D ) =O2H该电池的正极反应式为4OHO 4eA22 2e=2HB该电池的负极反应式为H2向负极移动 放电时OHCD当生成1 mol HO时，转移2 mol电子 2解析：该燃料电池的燃料为H，电解质为熔融的KCO，总反应为2H23222=2HO2CO，4e正极反应式为O2CO=2HOO，负极反应式为2H2CO2222322222，不是OH，故均错误；电解质中移动的阴离子为A、B4eCO=2CO，故33C错误；根据负极反应式知，生成1 mol HO时转移2 mol电子，故D正确。 2一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是( D ) 催化剂A反应CH

16、HO=3HCO，每消耗1 mol CH转移12 mol电子 4422 2e2OH参与的电极反应为HAB电极上H22=2HO 22向电极B移动电池工作时，CO C32=2CO 2CO4eD电极B上发生的电极反应为O322解析：根据化学反应方程式，每有1 mol甲烷参与反应转移电子为8 mol，A项错误；因为电解质为熔融态的碳酸盐，所以电极A上H参与的电极反应式为22CO=HOCO，B项错误；根据原电池工作原理，电极H2eA是负极，电2232极B是正极，阴离子向负极移动，碳酸根离子向负极(A电极)移动，C项错误；电极B上氧气得电子与二氧化碳结合生成碳酸根离子，因此电极反应式为O22，D项正确。2C

17、O=2CO4e 32 12(2019银川高一期末)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应式为2MgO22HO=2Mg(OH)。下列关于该电池的说法错误的是( D ) 22A活性炭作正极 B食盐水作电解质溶液 C电池工作时镁片逐渐被消耗 D实现了电能向化学能的转化 解析：由电池反应式可知，Mg元素由0价变为2价，失电子作负极，活性炭作正极，食盐水作电解质溶液，电池工作时镁片逐渐被消耗，实现化学能向电能的转化，D项错误。 13(2019铜陵高一检测)有一种新型的碱性锌锰电池，它是在酸性锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的是(

18、 C ) A碱性锌锰电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极 B这种电池较酸性锌锰电池使用寿命长 C碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 D这种电池的电解质由传统的NHCl换成湿的KOH 4解析：原电池只能实现化学能向电能的转化，电解池才实现电能向化学能的转化，C项不正确，选C。 ) C ( 下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是14 A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C铅蓄电池工作时，电能转化成化学能 D氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源干电池放电后不能再复原，属一次电池，铅蓄电池放电后可以充电解析：继

19、续使用，属二次电池，氢氧燃料电池把燃料的化学能转化成电能，属燃料电为负极，失电子被氧化，因此锌筒被破项正确；干电池使用过程中，Zn池，A项不正确；氢氧燃料C坏，B项正确；铅蓄电池工作时，把化学能转化成电能， 项正确。电池最终产物为HO，无污染，D2镍氢电池是新型的可充电电池，它可以取代会产三明高一期中15(2019)放电1 Ni(OH)。H生镉污染的镍镉电池，镍氢电池的总反应式：NiO(OH)充电222) 根据此反应式判断，下列叙述不正确的是( A A电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B电池放电时，镍元素被还原 C电池充电时，是电能转化为化学能 D是负极电池放电时，H2OH，H电池放电时，负极反应式为2e所以电极周围2OH=2HO解析：22eHO项不正确；电池放电时，正极反应为离子减少，pH减小，ANiO(OH)2Ni(OH)，镍元素被还原，B=OH项正确；电池充电时，电能转化成化学能，2=2HO，H是负极，C项正确；电池放电时，负极反应为H2e2OHD项正222确。 16.发光二极管简称LED(Light Emitting Diode)，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。如图是课外活) C ( 灯发光的装置。下列说法错误的是LED动小组