第二节化学电源

1、第二节化学电源学习目标：1、常识性介绍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：化学电源的结构及电极反应的书写学习过程：化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、 二次电池和燃料电池等几大类。1、一次电池（又称干电池）如：普通锌镒电池、碱性锌镒电池、锌银电池、锂电池等。（1）碱性锌镒电池，电解质是 KOH ,其电极反应：负极（Zn） : 正极（MnO2）： 总反应：（2）锌银电池的负极是 Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH ,其电极

2、总反应如下：Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag则：负极（）: 正极（）: 2、二次电池（又称充电电池或蓄电池）如：铅蓄电池。反应方程式如下式：放电Pb （s）+ PbO2（s） +2H 2SO4（aq）2PbSO4（s） +2H 20（1）充电其放电电极反应：负极（）： 正极（） ： 其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应：（电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极）阴极：阳极：3、燃料电池燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本

3、身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。如：氢氧燃料电池。酸性介质时，电极反应：负极：正极：总反应：碱性介质时，电极反应：负极：正极：总反应：除H2外，烧、月井、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。练习、新型燃料电池，甲烷、氧气及 KOH电解质溶液，用Pt作两个电极，写出两个电极的 电极反应式和总反应式。当堂达标训练：1.废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是()A.锌B.汞C.石墨D.二氧化镒2、据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机 电池，电量可达现在使用的馍氢电池或锂电池

4、的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH30H + 302 + 4OH放电、2CO32 + 6H2。，则下列说法错误的是()、充电A.放电时CH30H参与反应的电极为正极B .充电时电解质溶液的 pH逐渐增大C.放电时负极的电极反应为：CH30H -6e +80H = CO32 + 6H2。D.充电时每生成 1 mol CH 30H转移6 mol电子3、某可充电的锂离子电池以LiMn 2。4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn 2O4=Li 2Mn 2O4。下列说法正确的是()A.放电时，LiMn 2。4发生还原反应B.放电

5、时，正极反应为：Li+LiMn 2O4+e-=Li 2Mn2。4C.充电时，LiMn 2。4发生氧化反应D .充电时，阳极反应为：Li+e-=Li4、馍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行:Cd(OH)2+2Ni(OH) 2.Cd+2NiO(OH)+2H 2O放电由此可知，该电池放电时的负极材料是(A. Cd(OH)2 B. Ni(OH) 2C. CdD. NiO(OH)5、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为、“小放电、3Zn + 2K 2FeO4 + 8H 2O 3Zn(0H) 2 + 2

6、Fe(0H) 3 + 4K0H下列叙述不正确的是A.放电时每转移 3 mol电子，正极有 1mol K 2FeO4被氧化 _2B.充电时阳极反应为：Fe(OH)3 -3e + 5 OH = FeO4 + 4H2OC.放电时负极反应为：Zn-2e +2OH = Zn(OH) 2D.放电时正极附近溶液的碱性增强6、已知反应AsO43 +2I +2H + ：= AsO33+I2+H2O是可逆反应.设计如图装置，进行下 述操作：(I)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；(n)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转.试回答：(1)两次操作过程中指针为

7、什么会发生偏转？答： O(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用平衡移动原理解释此现象.答：(3)(1)操作过程中 Ci棒上发生的反应为 。(4)(n)操作过程中 C2棒上发生的反应为 。第二节化学电源(时间：30min)一、选择题(每题有1个或2个正确选项)1 .下列有关化学电池的说法不正确的是()A.化学电池是将化学能变成电能的装置8. 一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能使用了C.二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，故可多次重复使用D.燃料电池是将燃料燃烧所放出的能量转化为化学能装置2 .锌镒干电池在放电时，电池总反应方程式可表示为：Zn + 2MnO2+2NH4

8、+=Zn 2+ Mn2O3+2NH 3+H2O在电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是()A. ZnB.碳棒C. MnO2 和 NH4+D. Zn2+和 NH4+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()朝气入口氧气入口A. a电极是负极B. b电极的电极反应为：4OH-4e-=2H2O+O2 fC.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存电池内的新型发电装置广泛的应用。锌镒碱性电池以氢氧4 .碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)+2MnO 2(s)+H2O

9、= Zn(OH) 2(s)+ Mn 2O3(s),下列说法错误的是()A.电池工作时，锌失去电子B.电池负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH) 2C.电池工作时，电子由正极通外电路流向负极6.5g通常以NaCl溶液或NaOH§液为D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小5 . (2009广东高考)可用于电动汽车的铝一空气燃料电池，电解液,铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A.以NaCl溶液或NaOH为电解液时，正极反应都为：Q+2H2O+ 4e =4OHB.以NaOHm为电解液时，负极反应为：Al +3OFH-3e =Al(OH)3C.以

10、NaOH为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极6.汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下:PbO2 + Pb + 2H 2SO4 =2PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列叙述中正确的是(A. PbO2是电池的负极B.负极的电极反应式为：Pb + SO42- - 2e = PbSO4C. PbO2得电子，被氧化D.电池放电时，溶液酸性增强7.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为(A. H2+2OH -=2H2O+2e-B. O2+4H+4e-=2

11、H2OC H 2=2H +2e-D O2+2H 2O+4e-=4OH -8. ( 2008广东理基，20) 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A.锌镒干电池工作一段时间后碳棒变细B 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅9. 目前市场上的手提应急灯，主要是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将有腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料仍然是铅一二氧化铅一硫酸。下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是

12、()A.充电时电源的正极接蓄电池标"+的一极B “ 无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理C.放电时在铅酸蓄电池的负极发生还原反应D 充电时电池上标有“” 的极发生氧化反应10. 某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn 2O4=Li 2Mn2O4。下列说法正确的是()A.放电时，LiMn 2。4发生氧化反应B 放电时，正极反应为：Li +LiMn 2O4+e-=Li 2Mn 2O4C.充电时，LiMn 2O4发生氧化反应D 充电时，阳极反应为：Li +e-=Li二、填空题KOH11

13、. (1)今有2H2+C2=2HO反应，构成燃料电池，则负极通的应是 ,正极通的 应 是 ， 电 极 反 应 式 分 别 为 、(2) 如 把 KOH 改 为 稀H2SO4 作 电 解 质 ， 则 电 极 反 应 式 分 别 为(1) 和 (2) 的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH 各有何变化？(3) 如把H2 改为甲烷，KOH 作导电物质，则电极反应式为12 .铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。工作时该电池 总反应式为：PbO2 + Pb + 2H 2SO4 = 2PbSO4+ 2H 2O,据此判断:（ 1）铅蓄电池的负极材料是（ 2）工作时正极反应为

14、（ 3）工作时，电解质溶液的（填 “增大 ”、 “减小 ”或 “不变 ”）（ 4）工作时，电解质溶液中阴离子移向极（ 5）电流方向从极流向 13 . （2011黄冈中学高二质检）Li -SOC12电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl 4-SOC2。电池的总反应可表示为：4Li + 2SOC2=4LiCl + S+ SQ" 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容液吸收SOC12,有N&SO和NaCl生成。如果把少 量 水 滴 到SOCl2 中

15、 ， 实 验 现 象 是 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为；（4） 组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。参考答案I . D 2. C 3. B 4. C 5. A 6. B 7. C 8. C 9. A 10. BII 解析：根据电池反应式可知H2 在反应中被氧化，O2 被还原，因此H2 应在负极上反应，O2 应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H 参加或生成，故负极反应为：2H2+40口 4e=4HO,正极反应为：Q+2H2a 4e =4OH o若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH 参加或生成，故负极：2H2 4e =4H ，正极：O2 4H 4

16、e =2h2Oo由于前者在碱，f条件下反应KOHS不变，但工作时 H20增多，故溶液变稀，碱性变小，pH将变小。而后者为酸溶液，HSO不变、水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把Hk改为甲烷，用 KOH乍导电物质，根据反应 CH+2Q=C/ 2H2O则负极为发生氧化 反应的CH,正极为发生还原反应的 O,由于有KO附在，此时不会有 CO放出。答案：(1)H 2 O2 负极：2H24OH 4e =4H2O正极：O2 2H2O 4e =4OH(2) 负极： 2H24e =4H正极： O24H 4e =2H2O(1) 中 pH 变小， (2) 中 pH 变大(3) 负极：CH4 10OH 8e =CO32 7H2O正极：2O2 4H2O 8e =8OH12 . ( 1 ) Pb( 2) PbO2 + 4H + +SO42- +2e-=PbSO4+2H 2O( 3)增大( 4)负( 5)正负13 .解析：分析反应的化合彳变化，可得 Li为还原剂，SOC2为氧化剂。(1) 负极材料为Li( 还原剂 ) ，电极反应式为Li e =Li 。(2)正极反应式