人教版化學(xué)電源

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)化學(xué)電源1.知道化學(xué)電源的分類方法。2.熟悉幾種常見化學(xué)電源的組成和工作原理。3.了解化學(xué)電源廣泛的應(yīng)用及廢舊電池對環(huán)境的危害，設(shè)想其處理方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)定位內(nèi)容索引一化學(xué)電池二常見的化學(xué)電池當(dāng)堂檢測一化學(xué)電池1.原電池的設(shè)計與判斷(1)依據(jù)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑設(shè)計原電池，可選用

作負(fù)極，________

作正極，用導(dǎo)線連接后，置于電解質(zhì)溶液

中。(2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，也能構(gòu)成原電池，其電極反應(yīng)式：負(fù)極為

；正極為

。(3)若(2)題中電極材料選銅和鐵，則電極反應(yīng)式：負(fù)極為

，正極為

，其電池總反應(yīng)的離子方程式為

。以上三種電池并不能提供穩(wěn)定的電流，為了能提供穩(wěn)定的電流，人們根據(jù)原電池的原理，設(shè)計了多種多樣的化學(xué)電池。答案導(dǎo)學(xué)探究Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋鐵片銅片(或石墨)稀硫酸Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

答案2.化學(xué)電池是將

的裝置。其種類很多，常分為以下三類。請你舉出生活中常見的電池，并將其分類填入下表。種類特點(diǎn)(分類依據(jù))實例一次電池_____________________普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池二次電池_____________________鉛蓄電池、鎳氫電池燃料電池可通過____________________，連續(xù)使用氫氧燃料電池、CH4燃料電池不斷充入燃料、氧化劑放完電以后不能再使用充電、放電可循環(huán)進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能化學(xué)電池是一類應(yīng)用范圍廣、實用性強(qiáng)的電源，分為一次電池、二次電池(充電電池)、燃料電池(連續(xù)電池)。使用后的廢棄電池中含有汞、鎘、鉻、鉛等大量的重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會給土壤、水源等造成嚴(yán)重的污染。廢棄電池要進(jìn)行回收利用。歸納總結(jié)1.下列說法錯誤的是(

)A.依據(jù)原電池的原理設(shè)計出了化學(xué)電源B.原電池是化學(xué)電源的雛形C.判斷電池的正負(fù)極只需看其正負(fù)極材料的活潑性D.氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能，是化學(xué)電源的能量來源解析判斷電池的正負(fù)極不僅與電極材料有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液有關(guān)?；顚W(xué)活用12C解析答案12返回2.下列說法中錯誤的是(

)A.化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置B.化學(xué)電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等C.化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護(hù)D.廢舊電池可以隨意丟棄D答案二常見的化學(xué)電池1.一次電池(1)堿性鋅錳電池是一種常用的一次電池，其負(fù)極是

，正極是

，電解質(zhì)溶液是

溶液。已知該電池總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，則①負(fù)極反應(yīng)式：

，②正極反應(yīng)式：

。(2)鋅銀電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時間長等特點(diǎn)。試根據(jù)總反應(yīng)式Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag判斷：①負(fù)極是

，電極反應(yīng)式為

；②正極是Ag2O，電極反應(yīng)式是

。答案導(dǎo)學(xué)探究Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ZnMnO2KOHZn＋2OH－－2e－===Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn相關(guān)視頻答案2.二次電池鉛蓄電池是常見的二次電池，其負(fù)極是___，正極是_____，電解質(zhì)溶液是_________。已知鉛蓄電池的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)表示如下：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)

2PbSO4(s)＋2H2O(l)(1)請你分析并寫出鉛蓄電池放電時的電極反應(yīng)式負(fù)極：

；正極：

。(2)放電過程中，電解質(zhì)溶液的pH變___，理由是_________________________________________。c(H＋)減小，pH增大PbPbO2硫酸溶液大H2SO4不斷被消耗，使相關(guān)視頻3.燃料電池(1)氫氧燃料電池用Pt作電極，不斷充入燃料(H2)和氧化劑(O2)，分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)式是_________________。氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性______________________________________中性_______________________________________堿性_______________________________________________O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H2＋O2===2H2O2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H2－4e－＋4OH－===4H2O答案答案(2)燃料電池的燃料除氫氣外，還有

、

、

、

、

等液體或氣體。若用導(dǎo)線相連的兩個鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲醇(CH3OH)和氧氣，發(fā)生原電池反應(yīng)。在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是________，其最終產(chǎn)物是___________，負(fù)極反應(yīng)式是_______________________________________；正極反應(yīng)式是__________________________；總反應(yīng)式是_____________________________________。3O2＋6H2O＋12e－===12OH－烴肼甲醇氨煤氣CH3OH2CH3OH－12e－＋相關(guān)視頻1.常見化學(xué)電池的比較(1)一次電池：活潑金屬作負(fù)極，參與電極反應(yīng)，放電完成后，不能再使用。(2)二次電池：兩電極都參與電極反應(yīng)，可充電、放電，循環(huán)使用。(3)燃料電池：兩電極都不參與電極反應(yīng)，不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應(yīng)，可連續(xù)使用。歸納總結(jié)2.書寫化學(xué)電池中電極反應(yīng)式注意的問題(1)正確判斷出化學(xué)電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。(2)確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。(3)在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，無論該離子是強(qiáng)電解質(zhì)提供的，還是弱電解質(zhì)提供的，一律寫離子符號。(4)書寫二次電池的電極反應(yīng)式時，要注意判斷充電方向與放電方向。放電時的電極反應(yīng)式倒過來即為充電時的電極反應(yīng)式(注意電子的得失)。活學(xué)活用34解析答案3.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)。下列說法中錯誤的是(

)A.電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量減少6.5g解析本題要求利用原電池原理分析堿性鋅錳電池：鋅為負(fù)極，在反應(yīng)中失去電子；電池工作時，電流由正極通過外電路流向負(fù)極，而電子移動方向與電流方向相反，故C錯誤；由電子守恒知D項正確；由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池原理寫出正極反應(yīng)式知B正確。5C4.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4，工作時的電池反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列結(jié)論正確的是(

)A.Pb為正極被氧化

B.溶液的pH不斷減小C.只向PbO2處移動 D.電解質(zhì)溶液的密度不斷減小解析由題給電極反應(yīng)可以看出H2SO4不斷被消耗，故pH不斷增大，H2SO4濃度減小，溶液密度減小，所以B錯，D對；由Pb元素化合價的變化，可以看出Pb是負(fù)極，所以A不正確；原電池工作時，整個電路中負(fù)電荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbO2極；內(nèi)電路中，負(fù)電荷(和OH－)移向Pb極，所以C不正確。345解析答案D3455.用兩根鉑絲作電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣，可形成原電池——燃料電池，該電池放電時發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O。下列說法錯誤的是(

)A.通甲烷的一極為負(fù)極，通氧氣的一極為正極B.放電時，通入O2一極附近溶液的pH升高C.放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生變化D.通甲烷極的電極反應(yīng)式是CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O解析答案345解析原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)式知，此燃料電池的電極反應(yīng)式是正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O由此可見A、B、D正確，錯誤的為C。答案C返回學(xué)習(xí)小結(jié)當(dāng)堂檢測1243解析答案1.下列電池工作時，O2在正極放電的是(

)B5解析A項，鋅錳電池，Zn是負(fù)極，MnO2為正極，所以正極放電的物質(zhì)是二氧化錳；B項，氫燃料電池中，通入氫氣的一極為電源的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為原電池的正極；C項，鉛蓄電池負(fù)極為Pb，正極為PbO2放電；D項，鎳鎘電池負(fù)極為Cd，正極為NiO(OH)放電。解析答案2.微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種鋅銀電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH，電極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述中正確的是(

)A.在使用過程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH增大B.在使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極C.Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)D.Zn是負(fù)極，Ag2O是正極解析根據(jù)原電池原理：負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，可以判斷該原電池中Zn為負(fù)極，Ag2O為正極；根據(jù)電極反應(yīng)可以得知負(fù)極區(qū)溶液的pH減小，故A、C錯誤；電子是從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，故B錯誤。D124351243解析答案53.高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是(

)A.放電時負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2B.充電時陽極反應(yīng)為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===＋4H2OC.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D.放電時正極附近溶液的堿性增強(qiáng)解析根據(jù)題給總反應(yīng)式，高鐵電池放電時必定是鋅為負(fù)極失去電子，被氧化；高鐵酸鉀在正極得到電子，被還原。充電時，陽極上氫氧化鐵被氧化成高鐵酸鉀。放電時正極附近生成OH－，堿性增強(qiáng)。C解析答案124354.2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是(

)A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時，溶液中Li＋從b向a遷移12435解析圖示所給出的是原電池裝置。A項，由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，故正確；B項，電池充電時為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，故正確；C項，放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是Mn元素，鋰元素的化合價沒有變化，故不正確；D項，放電時為原電池，鋰離子為陽離子，應(yīng)向正極(a極)遷移，故正確。答案C5