第四章 電化學基礎 第二節(jié) 化學電源 晨背關鍵語句 知識點一 理解教材新知 考向一 隨堂基礎鞏固 課時跟蹤訓練 知識點四 考向二 知識點二 知識點三 返回 返回 返回 返回 1堿性鋅錳電池的負極是 極是 解質溶液是 2鉛蓄電池是最常見的二次電池，正極是 極是 解質溶液是 返回 3氫氧燃料電池兩類型： (1)酸性電解質時： 負極反應式： 24e =4H ； 正極反應式： 4H 4e =2 (2)堿性電解質時： 負極反應式： 24 4e =4 正極反應式： 24e =4。 返回 返回 自學教材 填要點 1概念 將 變成電能的裝置。 2分類 化學能 返回 3電池優(yōu)劣的判斷標準 (1)單位質量或單位體積所輸出的電能的大小 ( )，或者輸出的功率的大小 ( )。 (2)電池儲存 長短。 比能量 比功率 時間 返回 師生互動 解疑難 (1)化學電池能量轉化率高，供能穩(wěn)定可靠。 (2)可制成各種形狀和大小，不同容量和電壓的電池及電池組，使用方便。 (3)電池中的鎳、鎘、錳、鉛等金屬離子會對土壤、水源造成污染，應集中回收處理。 返回 1 下列說法中， 不正確的是 ( ) A 化學電池是將化學能轉變成電能的裝置 B 化學電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等 C 化學電池供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小， 使用方便，易于維護 D 廢舊電池可以隨意丟棄 返回 解析： 本題考查的是有關化學電池的概念、分類及性能等方面的知識。廢舊電池中含有重金屬和酸、堿等有害物質，隨意丟棄，對生態(tài)環(huán)境和人體健康危害很大，所以廢舊電池應回收處理。 答案： D 返回 自學教材 填要點 1構造 返回 2組成 正極材料： ；負極材料： ；電解質： 3工作原理 負極： ； 正極： 222e =22； 總反應： 22=2H)2。 n 2e 2=H)2 返回 師生互動 解疑難 (1)堿性鋅錳干電池克服了普通鋅錳干電池的缺點，單位質量所輸出的電能多且儲存時間長，適用于大電流和連續(xù)放電。 (2)紐扣式鋅銀電池的負極是 極是 解質是 (3)鋰電池的負極是 極是 電池的比能量高，電壓高，可儲存時間長。 返回 2堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到 廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解質溶液，電池總反應式為 s) 2s)l)=H)2(s) s)，下列說法錯誤的是( ) 返回 A電池工作時，鋅失去電子 B電池正極的電極反應式為： 2s) l) 2e =s) 2(C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極 D外電路中每通過 0.2 的質量理論上減少 6.5 g 返回 解析： 由所給的電池總反應式可知，電池工作時，每有 1 會有 2 子從負極 在正極發(fā)生反應： 2s) l) 2e=s) 2(外電路每通過 0.2 .5 g。 答案： C 返回 自學教材 填要點 1鉛蓄電池的構造 返回 2. 鉛蓄電池的工作原理 (1) 放電時： 負極： ； 正極： s) 4H( 4( 2e= =s) 2l) ； 總反應式： Pb(s) s) 2= =放電2s) 2l) 。 Pb(s) 4 ( 2e = = (s) 返回 (2) 充電時： 鉛蓄電池的充電反應是放電反應的逆過程。 陰極： ，發(fā)生 反應。 陽極： 2s) 2l) 2e= =s) 4H(4(，發(fā)生 反應。 (s) 2e = =Pb(s) 4 ( 還原 氧化 返回 總反應式： 2s) 2l) = =充電Pb(s) s) 2。 上述充放電反應可寫成一個可逆的反應方程式： Pb(s) s) 2 2s) 2l) 。 返回 師生互動 解疑難 (1)二次電池放電后可以再充電使活性物質獲得再生，能重復使用。 (2)鉛蓄電池的優(yōu)缺點： 鉛蓄電池具有電壓穩(wěn)定，性能良好，價格低廉，使用方便，安全可靠，循環(huán)使用的優(yōu)點。 返回 鉛蓄電池的缺點是比能量低，廢棄的電池污染環(huán)境。 (3)放電時是原電池原理，而充電時是電解池原理；二次電池的充放電過程相反。 返回 3 關于鉛蓄電池的說法正確的是 ( ) A 在放電時，正極發(fā)生的反應是 Pb(s) 4(= =s) 2eB 在放電時，該電池的負極材料是鉛板 C 在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小 D 在充電時，陽極發(fā)生的反應是 s) 2e= =Pb(s) 4( 返回 解析： A 項中電池放電時正極應發(fā)生還原反應，電極反應為 4H 4 2e= =2 D 項中電池充電時陽極應發(fā)生氧化反應。 答案： B 返回 自學教材 填要點 電池 負極反應 正極反應 總反應式 氫氧燃料 電池酸性 電解質 24e=4H 4e 4H =2=2回 電池 負極反應 正極反應 總反應式 氫氧燃料 電池堿性 電解質 24e 4 =42 4e 2=4 2=2回 師生互動 解疑難 (1)燃料電池的特點： 連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉換成電能。 電極材料本身不參與氧化還原反應。 工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應，生成物不斷地被排除。 返回 (2)燃料電池的優(yōu)點： 能量轉化率高，燃料電池的能量轉換率超過 80%，遠高于普通燃燒過程。 污染小。 (3)通可燃物的一極為電池的負極，通 一極為燃料電池的正極。 返回 (4)燃料電池的正極反應式： 若為酸性介質： 4H 4e =2 若為堿性 (或中性 )介質： 24e =4。 返回 4氫氧燃料電池用于航天飛機，電極反應產生的水，經 冷凝后可作為航天員的飲用水，其電極反應如下： 負極： 24 4e =4 正極： 24e =4； 返回 當得到 飲用水時，電池內轉移的電子數約為 ( ) A 1.8 B 3.6 100 D 200 回 解析 ： n ( 103g/100 由總反應方程式 ： 2 =2 知每生成 2 2O 轉移電子 4 現得到 100 2O 轉移電子 200 答案： D 返回 主題 1： 廢舊電池為什么要集中統一處理？ 甲 廢舊電池中含有汞、鎘、鉻、鉛等重金屬和酸堿等有害物質，隨意丟棄會造成土壤、水源的污染 乙 廢舊電池中的有色金屬是寶貴的資源，可以回收再利用 返回 主題 2： 以鎳鎘 (充電電池為例，探討電池充、放電時電極發(fā)生反應的類型及書寫電極反應式。 H) 2 H)2 2H)2(電解質溶液為 。 甲 放電時為原電池原理，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為： 2 2e =H)2，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為： 2H) 22e =2H)2 2 返回 乙 充電時為電解池原理，陰極發(fā)生還原反應：電極反應式為： H)2 2e =2，陽極發(fā)生氧化反應：電極反應式為： 2H)2 2 2e=2H) 2回 返回 例 1 (2011新課標全國卷 )鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為： 3=H)2 2H)2 下列有關該電池的說法不正確的是 ( ) . 返回 A電池的電解液為堿性溶液，正極為 極為 電池放電時，負極反應為： 2 2e =H)2 C電池充電過程中，陰極附近溶液的 D電池充電時，陽極反應為： 2H)2 2 2e =3回 解析 因為放電時的反應中有氫氧化物生成，故電解質溶液是堿性溶液，因為鐵的化合價升高，鎳的化合價降低，故鐵是負極，氧化鎳是正極，故 均正確；充電時的陰極反應為 H)2 2e =2，故此時陰極附近的 據所給的放電時的電池反應可推知 答案 C 返回 (1)二次電池在充電時，正、負電極上發(fā)生的反應正好與放電時發(fā)生的反應相反，因而充電時，二次電池的正極應與充電電源的正極相連接，電池的負極應與充電電源的負極相連接。 (2)充電時發(fā)生的電極反應和總反應是放電時發(fā)生的反應的逆過程。 返回 返回 你能寫出鎳電池放電時的正極反應式嗎？ 提示： 放電時，正極發(fā)生還原反應，其電極反應式為： 32e=2H)2 2。 返回 例 2 (2011新課標全國卷 )科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。 (甲醇的燃燒熱為 726.5 kJ1) 返回 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為 _， 正極的反應式為 _。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗 1 02.1 該燃料電池的理論效率為 _(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比 )。 返回 解析 在燃料電池中，通入氧氣的一極是正極，通入甲醇的一極是負極，根據甲醇中碳元素的化合價變化可推知 1 醇轉移 6 子，故寫出負極反應為 6e= =6H；正極反應為326H 6e= =3因為甲醇的燃燒熱是 726.5 1，故可求得該燃料電池的理論效率 702.1 726.5 100% 。 返回 答案 H 2 O 6e= = 6H32O 2 6H 6e= =3H 2 O 返回 (1)寫電極反應式時，一定要注意電解質是什么，其中陰、陽離子要和電極反應式中出現的離子相對應，在堿性電解質中，電極反應式中不能出現 H ；在酸性電解質中，電極反應式中不能出現 。 (2)正、負兩極的電極反應式在得失電子相等時相加，即得總反應式。 返回 (2010安徽高考 )某固體酸燃料電池以 ，其基本結構如下圖，電池總