第四章 第一节 第2课时　常见化学电源(一)-一次电池和二次电池

第2课时常见化学电源(一)——一次电池和二次电池[核心素养发展目标]1.了解化学电源种类并认识化学电源在实际生活中的应用。2.掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式。一、一次电池及工作原理1．化学电源概述(1)化学电源的分类________是各种化学电源的雏形，化学电源包括________、________和________。(2)判断电池优劣的主要标准①比能量：________或________所能输出________的多少。②比功率：________或________所能输出________的大小。③电池可储存时间的长短。2．一次电池(1)一次电池是________________的电池，其电解质溶液制成胶状，不流动，又叫干电池。(2)常见的一次电池一次电池干电池eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(普通锌锰电池,碱性锌锰电池,锌银电池))(3)优点：结构简单、价格低廉；缺点：会发生自放电，不能长期放置。(4)实例分析——碱性锌锰电池①电池构造负极反应物：________；正极反应物：________；电解质：________。②工作原理总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。负极反应式：________________________________________________________________；正极反应式：________________________________________________________________。(1)镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵()(2)在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应()(3)干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池()(4)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使碱性锌锰电池的比能量高、可储存时间长()1．普通锌锰电池的电池反应一般认为是Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其构造如图。根据电池反应及构造图，解答：(1)负极材料是________，负极反应式：________________________________________。(2)正极材料是________，正极反应式：________________________________________。(3)电解质溶液是________。2．纽扣式锌银电池总反应式：Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag，根据示意图解答：(1)负极反应物为________，反应式：________________________________________。(2)正极反应物为________，反应式：_________________________________________。(3)电解质溶液是________。已知原电池总反应式，书写电极反应式的方法(1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。(2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。二、二次电池1．二次电池又称______________或________，是一类放电后可以再充电而________的电池。2．实例分析——铅酸蓄电池(1)电池构造放电反应和充电反应总反应式表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2PbSO4＋2H2O。(2)放电反应原理①负极反应式：_______________________________________________________________；②正极反应式：_______________________________________________________________；③放电过程中，负极质量________，稀H2SO4的浓度________。(3)充电反应原理：充电过程与其放电过程相反。(4)铅酸蓄电池的优缺点①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。②缺点：比能量低、笨重。(1)手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池()(2)铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(3)铅酸蓄电池中的PbO2为负极()(4)铅酸蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g()(2023·广东湛江期中)铅酸蓄电池是一种常见的电池，下列说法不正确的是()A．铅酸蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能B．放电时，外电路中电子由Pb流向PbO2C．放电时，负极反应为Pb－2e－=Pb2＋D．放电时，H＋移向PbO2(1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。(2)充电时的电极反应式的书写放电时的负极反应式eq\o(→,\s\up7(颠倒过来))充电时的阴极反应式放电时的正极反应式eq\o(→,\s\up7(颠倒过来))充电时的阳极反应式三、拓展——锂离子电池复杂电极反应式的书写1．锂离子电池锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备(如智能手机、笔记本电脑等)和交通工具(如电动汽车、电动自行车等)的常用电池。(1)一种可充电锂离子电池——钴酸锂­嵌锂石墨电池，其电池反应为LixCy＋Li1－xCoO2=LiCoO2＋Cy。①写出电池放电时的电极反应式。负极：________________________________________________________________________；正极：________________________________________________________________________。②简述放电和充电过程中Li＋运动情况。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为Li1－xFePO4＋LixC6eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiFePO4＋C6，其原理如图所示。①放电时，负极是______，Li＋移向________电极，正极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②充电时，原电池的负极称为阴极，正极称为阳极。阴极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；阳极反应式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。2．复杂电池反应中电极方程式的书写1．(2024·郑州市第四十七中学高二检测)钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如图，已知电池反应：Na1－xMnO2＋NaxCn=NaMnO2＋nC。下列说法错误的是()A．放电时，正极的电极反应式为Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－=NaMnO2B．放电时，负极的电极反应式为NaxCn－xe－=xNa＋＋nCC．放电时，外电路中每转移0.2mol电子，理论上石墨烯电极质量减少4.6gD．相同质量的负极材料，钠离子电池比锂离子电池可以提供更多电量2．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电时的总反应式为3Zn＋2K2F