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时间:2018-07-29
《1-2 课时2 化学电源》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1-2课时2化学电源知能定位1.了解化学电源的种类及工作原理,认识化学能转化为电能的实际意义。2.了解常见的一次电池、二次电池和燃料电池。3.了解废旧电池对环境的危害,树立环保意识。情景切入各种电池在我们的生活中发挥着重要作用,你想知道它们的构造吗?它们工作的原理是怎样的呢?自主研习一、电池的种类及特点电池一次电池可充电电池燃料电池特点只能放电,不能充电可反复充电和放电,充电时是一个电解池;放电时是一个原电池能量利用率高可连续使用,污染轻二、常见电池1.银锌纽扣电池(一次电池)(1)组成
2、正极为Ag2O,负极为Zn,电解质溶液为KOH溶液。(2)电极反应和电池反应正极反应:H2O+Ag2O+2e-===2Ag+2OH负极反应:Zn+2OH-===2e+Zn(OH)2电池反应:H2O+Ag2O+Zn===2Ag+Zn(OH)22.锌锰干电池(一次电池)(1)组成:分为酸性锌锰干电池(普通锌锰干电池)和碱性锌锰干电池,其正极为石墨棒,负极为锌筒,前者电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2混合液,后者电解质为KOH。(2)电极反应及电池反应碱性锌锰干电池负极反应:Zn+2OH-
3、-2e-===Zn(OH)2正极反应:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH电池反应:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH3.铅蓄电池(二次电池)(1)组成:正极材料为PbO2,负极材料为Pb,电解质溶液为H2SO4溶液。(2)电极反应及电池反应铅蓄电池的放电反应是原电池反应,其电极反应式和电池反应式为:负极:Pb+SO-42-2e-===PbSO4正极:PbO2+4H++2e-+SO2-4===PbSO4+2H2O+2OH-电池反应:Pb+Pb
4、O2+4H++2SO2-4===2PbSO4+2H2O铅蓄电池充电反应是上述反应的逆反应:阴极:PbSO4+2e-===Pb+SO2-4阳极:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO2-4总反应式:2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+4H++2SO2-4铅蓄电池的充、放电原理可用化学方程式表示:Pb+PbO2+2H2SO4 充电 放电PbSO4+2H2O4.氢氧燃料电池氢氧燃料电池是以氢气为燃料,氧气为氧化剂的燃料电池,其工作原理如上图所示。
5、氢气、氧气分别在多孔金属电极上发生氧化、还原反应,其反应可表示如下:负极:H2-2e-+2OH-===2H2O正极:O2+H2O+2e-===2OH-电池反应:H2+O2===H2O课堂师生互动知识点1可充电电池的工作原理(1)放电时对外做功,发生原电池反应,充电时则是外电源对电池做功,发生电解反应。(2)电极:放电时的负极在充电时与外电源的负极相连,作阴极;放电时的正极在充电时与外电源的正极相连,作阳极。(3)电极反应属性:放电时发生氧化反应的电极在充电时发生还原反应,放电时发生还原反应的电极
6、在充电时发生氧化反应。原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应,对应元素化合价升高。原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应,对应元素化合价降低。考例1镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH2+2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是()A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不
7、变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动解析:由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知,Ni(OH)2作阳极,电解质溶液为KOH,所以电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O;Cd(OH)2作阴极;Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-;充电的过程是将电能转化为化学能;放电时,Cd作负极:Cd-2e-+2OH===Cd(OH)2,Cd周围的c(OH-)下降,OH-向负极移动。答案:A变式探究1LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电
8、动汽车。电池反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法不正确的是()A.可加入硫酸以提高电解质的导电性B.放电时电池内部Li+向正极移动C.充电过程中,电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-===LiFePO4答案:A解析:放电时,负极:Li-e-===Li+,正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4;充电时,阳极:
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