化学电源(艾青中学傅向荣)

1、 化学电源艾青中学艾青中学 傅向荣傅向荣高三化学一轮复习高三化学一轮复习 美国环境保护署公布了德国大众利用非法软件操纵排气系统，欺骗美国美国环境保护署公布了德国大众利用非法软件操纵排气系统，欺骗美国监管机构，监管机构，导致有毒排放量高达正常标准的导致有毒排放量高达正常标准的40倍的结果倍的结果，由此德国大众汽，由此德国大众汽车还没有坐稳全球销量第一的宝座就跌下神坛，并正在美国的严格调查中车还没有坐稳全球销量第一的宝座就跌下神坛，并正在美国的严格调查中越陷越深。全球最大的汽车生产商德国大众利用越陷越深。全球最大的汽车生产商德国大众利用“作弊作弊”软件通过美国尾软件通过美国尾气排放检测成为这桩企业

2、成立气排放检测成为这桩企业成立78年来最大丑闻，不仅在美国面临高达年来最大丑闻，不仅在美国面临高达180亿亿美元的天价罚单和刑事犯罪调查，韩国、澳大利亚和法国等国政府也表达美元的天价罚单和刑事犯罪调查，韩国、澳大利亚和法国等国政府也表达关注。大众汽车首席执行官马丁关注。大众汽车首席执行官马丁温特科恩宣布辞职。危机爆发后，大众汽温特科恩宣布辞职。危机爆发后，大众汽车市值更是蒸发了约车市值更是蒸发了约300亿欧元亿欧元(3000亿元亿元)。 新闻背景新闻背景氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生

3、还原反应还原反应Cu2+2e- =Cu阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 总反应：总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu外电路外电路内电路内电路复习：复习：高考回顾高考回顾一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池化学电源化学电源新型电池新型电池【2015江苏化学江苏化学T7】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（下列有关该电池的说法正确的是（ ）A反应反应CH4H2O 3H2CO,每消耗每消耗1molCH4转移转移 12mol 电子电子B电极电极A上上H2参与的电极反应为：参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC

4、电池工作时，电池工作时，CO32向电极向电极B移动移动 D电极电极B上发生的电极反应为：上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO32=点燃 =通电 =电解 =催化剂 1了解原电池的工作原理，能了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及了解常见化学电源的种类及其工作原理。其工作原理。考纲展示：考纲展示：高考回顾高考回顾【思考】书写【思考】书写FeCl3溶液和溶液和Na2SO3溶液反应的离子溶液反应的离子 方程式方程式氧化反应为：氧化反应为： 拆写成两个拆写成两个“半反应式半反应式” 还原反应为：还原反应为： 化学电源中电极反

5、应式书写的一般步骤化学电源中电极反应式书写的一般步骤1.1.先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。出相同数目电子的得失。思维模型负极负极氧化反应氧化反应还原剂还原剂 n e- = 氧化产物氧化产物正极正极还原反应还原反应氧化剂氧化剂 + n e- = 还原产物还原产物2.2.注意电极反应生成的离子与电解质溶液中的离子是否共存。注意电极反应生成的离子与电解质溶液中的离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入电极反应式；若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入电极反应式；3.原电池放电时的正、负极（

6、或电解池电解时的阴、阳极）的原电池放电时的正、负极（或电解池电解时的阴、阳极）的电极反应式都应满足质量守衡和电荷守恒。电极反应式都应满足质量守衡和电荷守恒。 4.4.正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。高考回顾高考回顾【2015

7、江苏化学江苏化学T7】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（下列有关该电池的说法正确的是（ ）A反应反应CH4H2O 3H2CO,每消耗每消耗1molCH4转移转移12mol 电子电子B电极电极A上上H2参与的电极反应为：参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC电池工作时，电池工作时，CO32向电极向电极B移动移动 D电极电极B上发生的电极反应为：上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO32=点燃 =通电 =电解 =催化剂 知识梳理知识梳理1.1.日常生活中的三种电池日常生活中的三种电池(1)(1)碱性锌锰干电池碱性锌锰

8、干电池负极反应：负极反应：正极反应：正极反应：总反应：总反应：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=2MnOOHO=2MnOOHZn(OH)Zn(OH)2 2。一次电池一次电池碱性电池碱性电池 2MnO2MnO2 22H2H2 2O O2e2e=2MnOOH=2MnOOH2OH2OH(2)(2)银银锌锌电池电池负极反应：负极反应：ZnZn2OH2OH2e2e=Zn(OH)=Zn(OH)2 2；正极反应：正极反应： 总反应：总反应：。ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag一次电池一次电池AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e=2Ag=2Ag2OH2OH；(3)(3)二次电池二

9、次电池( (可充电电池可充电电池) )铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料，正极材料是是 。放电时的反应放电时的反应a.a.负极反应：负极反应： ；b.b.正极反应：正极反应：；c.c.总反应：总反应：PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 42H2H2 2O O。二次电池二次电池充电时的反应充电时的反应a.阴极反应：阴极反应：；b.阳极反应：阳极反应：；c.总反应：总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。1.1.“高效、环境友好高效、环境友好”的燃料电池的燃料电池氢氧燃料电池是目前最

10、成熟的燃料氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。电池，可分酸性和碱性两种。种类种类酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式2H2H2 24e4e=4H=4H正极反应式正极反应式 _O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH电池总反应电池总反应式式2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O O2H24OH4e=4H2OO24e4H=2H2O燃料电池燃料电池高性能燃料电池高性能燃料电池 “一池多变一池多变”的燃料电池的燃料电池2.以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_ 。CH48e2H2O

11、=CO28H2O28e8H=4H2O CH42O2=CO22H2O(2)碱性介质(如KOH)负极：_ ；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。2O28e4H2O=8OHCH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2 CH42O2=CO22H2O(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。CH42O2=CO22H2O例例1、【、【2015天津理综化学】锌铜原电池装置如图所示，其中天津理综化学】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通

12、过，下列有关叙述正确的是（确的是（ ）A铜电极上发生氧化反应铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的电池工作一段时间后，甲池的c(SO42)减小减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡液中电荷平衡例例2、随着各地、随着各地“限牌限牌”政策的推出，政策的推出，电动汽车成为汽车届的电动汽车成为汽车届的“新宠新宠”。 特斯拉全电动汽车使用的是钴酸特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂锂(LiCoO2)电池，其工作原理如电池，其工作原理如右图，

13、右图，A 极材料是金属锂和碳的极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导电解质为一种能传导Li的高分子的高分子材料，隔膜只允许材料，隔膜只允许 Li通过，电池反应式：通过，电池反应式：下列说法不正确的是下列说法不正确的是A充电时充电时Li从右边流向左边从右边流向左边 B放电时，正极锂的化合价未发生改变放电时，正极锂的化合价未发生改变C充电时充电时B作阳极，该电极放电时的电极反应式为：作阳极，该电极放电时的电极反应式为： Li1-x CoO2+ xLi+ xe= LiCoO2 D废旧钴酸锂废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行电池进行“放电

14、处理放电处理”让让Li+进入石墨中进入石墨中而而 有利于回收有利于回收新型电池新型电池例例3、（、（2014浙江理综化学卷，浙江理综化学卷，T11）镍氢电池（）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。已知：。已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2下列说法正确的是下列说法正确的是ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：电池放电过程中，正极的电极反应式为： NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充电过程中充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：充电过程中阴极的电极反应式： H2O + M + e= MH + OH，H2O中的中的H被被M还原还原DNiMH电池中可以用电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液、氨水等作为电解质 溶