基于電池的發(fā)展歷程探析原電池的工作原理一習復輪【學業(yè)要求】理解原電池的工作原理。了解常見化學電源的種類及其工作原理。能夠書寫常見化學電源的電極反應式和總反應方程式。1231799年，意大利物理學家伏特發(fā)明了第一款電池（伏特堆），他利用鋅片（負極）和銅片（陽極）以及浸濕鹽水的紙片（電解液）制成了電池，以證明了電是可以人為制造出來的。原電池的誕生人教版化學必修二1.概念化學電整合必備知識原電池是把

能轉(zhuǎn)化為

能的裝置。2.構成條件大約40年后，以為英國化學家JohnFredericDaniell（約翰·弗雷德里克·丹尼爾）通過變換電池形式，優(yōu)化了伏特電池，此時電池可以達到1V電壓。伏特電池的改進人教版化學必修二人教版化學選擇性必修一鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有含KCl（或KNO3）飽和溶液的瓊脂，離子可在其中自由移動。(2)鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，

；b.

，使原電池不斷產(chǎn)生電流。(3)鹽橋中離子移向：陰離子移向

，陽離子移向

。形成閉合回路平衡電荷負極正極如果電解質(zhì)會與鹽橋成分反應，則要換另一種成分的鹽橋。原電池的改進構建原電池模型鋅銅原電池電極電子移動電流移動離子移動負極一般是活潑的一極，氧化反應，失電子一般是不活潑一極，還原反應，得電子負→外電路→正（電子不下水）正→負陽正陰負正極1.鹽橋是所有原電池構成的必要條件(

)2.原電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子一定移向負極，陽離子一定移向正極(

)3.構成原電池兩極的電極材料一定是活潑性不同的金屬(

)4.原電池中負極失去電子的總數(shù)一定等于正極得到電子的總數(shù)(

)5.使用鹽橋可以提高電池的效率(

)6.圖1能驗證鋅與硫酸銅反應過程中有電子轉(zhuǎn)移()7.圖2能實現(xiàn)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑()××√√√×√小試牛刀二次電池的出現(xiàn)1850年，法國物理學家普蘭特發(fā)明了鉛酸電池（電極材料為鉛和鉛氧化物、硫酸溶液為電解質(zhì)），利用鉛不僅僅做到了極低的成本，還能夠提供12V的電壓，且能夠充電循環(huán)使用。這類電池被廣泛使用，車載蓄電池、早期電動車等都采用這類電池，截止2014年，全球約售出了4470萬塊鉛酸電池。鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O。(1)放電時：負極反應式：

；正極反應式：

。放電時，當外電路上有2mole－通過時，溶液中消耗H2SO4

mol。2鉛酸蓄電池能力形成電極反應式書寫注意：電極反應是離子反應，要先把總反應拆成離子反應在進行分析。1899年，瑞典人WaldemarJungner發(fā)明了鎳鎘電池（鎳為陰極、鎘為陽極，采用液體電解液），也就是小時候經(jīng)常會用到的隨身聽、四驅(qū)車所用的充電電池，為現(xiàn)代電子科技打下了基礎。不過這類電池有個巨大的缺點，由于其化學特性的原因，如果未用完電量就充電，會發(fā)生“鎘中毒”現(xiàn)象，導致電池“記憶”了“最低電量”，導致下次充滿電量縮小，所以漸漸就被市場淘汰了。鎳鎘電池

負極反應式：

；正極反應式：

；總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)21950年前后，加拿大工程師劉易斯·厄里發(fā)明了現(xiàn)在非常常見的堿性電池（鋅為陽極、鎂氧化物為陰極，氫氧化鉀為電解液，也就是堿性電池名字來源），就是平時生活中常用的一次性電池，絕大多數(shù)都是不可充電的，當然也有特殊設計的堿性電池能夠充電，甚至還能夠通過按壓電池表面顯示當前電量。全球售出超過100億顆。Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－堿性鋅錳電池1989年，第一款商業(yè)鎳氫電池問世（陽極為金屬氫化物或儲氫合金、陰極為氫氧化鎳），耗時超過20年研發(fā)，由戴姆勒-奔馳和德國大眾贊助。通過新的配方，鎳氫電池相較于鎳鎘電池提高了能量密度，并且污染減少。更重要的一點，鎳氫電池沒有“記憶效應”，所以不必像鎳鎘電池一樣擔心使用問題。除了大量被使用于數(shù)碼產(chǎn)品之外，還被早期的豐田Prius混動車所采用。鎳鎘電池1991年，索尼公司推出了第一款商業(yè)鋰離子電池（陽極為石墨，陰極為鋰化合物，電極液為鋰鹽溶于有機溶劑），由于鋰電池的高能量密度和配方不同能夠適應不同使用環(huán)境的特點，被現(xiàn)在廣泛使用。當代熱門——鋰電池1.(2021·廣東，9)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時（

）A.負極上發(fā)生還原反應B.CO2在正極上得電子C.陽離子由正極移向負極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學能√課堂鞏固2.根據(jù)光合作用原理，設計如圖原電池裝置。下列說法正確的是A.a電極為原電池的正極B.外電路電流方向是a→bC.b電極的電極反應式為O2＋2e－＋2H＋===H2O2D.a電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋

為2mol√課堂鞏固3.(2024·廣東省第一次調(diào)研)一種向外輸出電能的同時，又能使水土中重金屬離子Cd2＋變成沉淀而被除去的電化學裝置，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是A.鋅棒為該裝置的正極B.電子從鋅棒經(jīng)水土移向碳棒C.碳棒附近Cd2＋轉(zhuǎn)化為Cd而被除去D.標準狀況下，每消耗22.4LO2，理論上最多能除去

2molCd2＋√課堂鞏固4.十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合，原理如圖所示。下列說法正確的是A.該電池放電時質(zhì)子從Pt2電極經(jīng)過內(nèi)電路移向

Pt1電極B.Pt1電極附近發(fā)生的反應為SO2＋2H2O－2e－

===H2SO4＋2H＋C.Pt2電極附近發(fā)生的反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－D.相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1√課堂鞏固5.通過電化學循環(huán)法可將H2S轉(zhuǎn)化為H2SO4和H2(如圖所示)。其中氧化過程發(fā)生如下兩步反應：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。(1)電極a上發(fā)生的電極反應為________________________________。(2)理論上1molH2S參加反應可產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為________。2mol課堂鞏固我國電池發(fā)展近年來，中國政府通過產(chǎn)業(yè)政策支持和技術創(chuàng)新推動，有效推動了新能源電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。從鋰離子電池到固態(tài)電池的研究和發(fā)展，中國企業(yè)在提高電池能量密度、延長電池壽命以及降低成本方面取得了顯著進展。同時，中國的頭部新