學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究一各種化學電源的特點·問題導引·各式各樣的電池1．一次電池和二次電池的本質區(qū)別是什么？提示:一次電池放電之后不能充電，即內部的氧化還原反應是不可逆的；二次電池在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài)，可多次重復使用.2．燃料電池與干電池或蓄電池有何差別？提示：主要差別是燃料電池的反應物不是儲存在電池內部，而是由外部提供燃料和氧化劑。3．如果你是研制電池的工程師，你在開發(fā)新產(chǎn)品時會主要考慮哪些問題？提示：需要了解新產(chǎn)品的技術指標和生產(chǎn)成本的最基本要求：（1)電力功率的大小，涉及活性物質及電解質溶液、填充物的選擇;（2)電池的使用環(huán)境，涉及電池使用的安全性以及對電池的外形、質量等的要求;(3)電池的使用壽命,涉及活性物質用量、電池的記憶效應等；(4）廢電池的處理,涉及電池廢棄物對環(huán)境的污染等。·名師精講·各種化學電源特點的比較名稱一次電池(干電池）二次電池(充電電池或蓄電池）燃料電池定義發(fā)生氧化還原反應的物質消耗到一定程度,就不能再使用放電后可以再充電使發(fā)生氧化還原反應的物質獲得再生一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉換成電能的化學電池特點電解質溶液制成膠狀,不流動可以多次重復使用與一般化學電池不同,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,于是電池就連續(xù)不斷地提供電能舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池鉛蓄電池、氫鎳電池、鎘鎳電池氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池【例題1】電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述正確的是(）A．鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B．氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔蹸．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅解析：因為鋅錳干電池中鋅棒為負極，鋅棒變細，碳棒不變,A錯誤；原電池是將化學能直接轉變?yōu)殡娔埽珺錯誤；氫氧燃料電池負極反應為H2－2e－=2H＋,C正確；太陽能電池采用硅材料制作，D錯誤.答案:C變式訓練1(雙選）下列說法正確的是(）A．堿性鋅錳電池是二次電池B．鉛蓄電池是一次電池C．二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質獲得再生D．燃料電池的活性物質沒有儲存在電池內部解析:堿性鋅錳電池是一次電池,鉛蓄電池是二次電池。答案：CD探究二化學電源電極反應式的書寫·問題導引·電極反應式是研究電極變化、判斷離子運動情況、進行有關計算和判斷的基礎。電極反應式的書寫要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒的原則。電極反應式的書寫通常有三種類型：已知電池反應和某一極電極反應式,寫出另一極電極反應式；已知電池反應,書寫兩個電極反應式;已知某一裝置圖，根據(jù)裝置圖書寫電極反應式。1．已知電池反應和某一電極反應式，如何寫出另一電極反應式？提示:電極反應相當于氧化還原反應（電池反應)的半反應,故某一電極反應式等于電池反應減另一電極反應式，即：正（負)極反應式＝電池反應－負（正）極反應式。2．試根據(jù)燃料電池的電池反應：CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O,討論并寫出該電池的電極反應式。提示：上述電池的電極反應式書寫步驟如下:（1)根據(jù)總反應方程式給元素標價，CH4被氧化，氧化產(chǎn)物是K2CO3，碳元素升高8價，轉移電子數(shù)為8：CH4－8e－——COeq\o\al(2－，3）（電極反應式寫離子反應方程式).(2)根據(jù)電解質溶液的酸堿性,用H＋或OH－或其他離子配平，使兩邊電荷總數(shù)相等：CH4＋10OH－－8e－-—COeq\o\al(2－，3)。注意:電子帶負電荷；在堿性溶液中，電極反應式不能出現(xiàn)H＋.(3）利用H2O使兩邊的元素守恒，即得:負極：CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al（2－，3）＋7H2O。同理，正極反應式的書寫如下：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，注意:在堿性溶液中提供H＋使O2－變?yōu)镺H－的是水，要寫成化學式的形式。（4)將正、負極反應式相加，若得到總反應式，說明寫法正確。所有已知電池反應書寫電極反應式均可采用此法?！っ麕熅v·1．根據(jù)裝置書寫電極反應式（1）確定原電池的正負極及放電的物質。首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點，結合原電池正負極的判斷方法，確定原電池的正負極及放電的物質。（2）書寫電極反應式。①負極反應：規(guī)律:活潑金屬或H2（或其他還原劑)失去電子生成金屬陽離子或H＋(或其他氧化產(chǎn)物)。特例：若電解質溶液中的陰離子與生成的金屬陽離子或H＋能反應，則該陰離子應寫入電極反應式，如鉛蓄電池的負極反應是Pb＋SOeq\o\al（2－,4）－2e－=PbSO4。②正極反應:規(guī)律：陽離子得電子生成單質或氧氣得電子.特例:若是氧氣得電子，要考慮電解質溶液的情況。中性或堿性：O2＋2H2O＋4e－=4OH－酸性：O2＋4H＋＋4e－=2H2O.（3）寫出電池總反應方程式。結合電子守恒將正負極電極反應式相加即得到電池總反應方程式.2．給出電池總反應式,寫電極反應式(1)一般書寫步驟為:①列物質，標得失。②選離子,配電荷.③配個數(shù)，巧用水。④兩式加，驗總式。(2）如以2H2＋O2=2H2O為例，當電解質溶液為KOH溶液時的電極反應式的書寫步驟：①負極反應式的書寫：根據(jù)總反應方程式,列出總式兩邊化合價升高的有關物質為H2，轉移電子為4e－：2H2－4e－=4H＋。②根據(jù)電解質溶液的酸堿性，用H＋或OH－或其他離子配平,使兩邊電荷總數(shù)相等即得2H2＋4OH－－4e－=4H2O。③利用H2O使兩邊的元素守恒，即得：2H2－4e－＋4OH－=4H2O。同理，正極反應式的書寫如下：O2＋4e－=2O2－，O2＋2H2O＋4e－=4OH－。注意：在堿性溶液中提供H＋使O2－變?yōu)镺H－的是水,要寫成化學式的形式。將正、負極反應式相加,若得到總反應式，說明寫法正確.3．可充電電池電極反應式的書寫特別提醒根據(jù)給出的兩個電極反應式,寫總反應方程式時，首先要使兩個電極反應式的得失電子數(shù)相等后再將兩式相加,消去反應物和生成物中相同的物質即可。注意：若反應式同側出現(xiàn)不能共存的離子，如H＋和OH－、Pb2＋和SOeq\o\al(2－，4)，要寫成反應后的物質如H2O和PbSO4?！纠}2】鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為:Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2下列有關該電池的說法不正確的是(）A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3，負極為FeB．電池放電時,負極反應為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O解析：選項具體分析結論A可充電電池中活潑金屬失去電子，為負極，得到電子的Ni2O3為正極,因為放電時電極產(chǎn)物為氫氧化物，可以判斷電解液為堿性溶液.正確B放電時，負極鐵失去2個電子，生成Fe2＋,因為電解液為堿性溶液,所以負極反應為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2正確C充電時,陰極發(fā)生還原反應，即與B項反應相反:Fe（OH）2＋2e－=Fe＋2OH－,所以電極附近pH增大錯誤D電池充電時,陽極發(fā)生氧化反應，由Ni（OH)2轉化為Ni2O3，電極反應為2Ni（OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O正確答案：C借題發(fā)揮（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(xiàn)的離子相對應，在堿性電解質中，電極反應式中不能出現(xiàn)H＋；在酸性電解質中，電極反應式中不能出現(xiàn)OH－。（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。變式訓練2高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn（OH）2＋2Fe(OH）3＋4KOH.下列敘述不正確的是（)A．放電時負極反應：Zn－2e－＋2OH－=Zn（OH)2B．充電時陽極反應：Fe(OH)3－3e－＋5OH－=FeO＋4H2OC．放電時每轉移3mol電子，正極有1mol