高中化学 1.3.2化学电源 学案 鲁科版选修4

《高中化学 1.3.2化学电源 学案 鲁科版选修4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2课时　化学电源[目标要求]　1.了解常见化学电源的种类。2.掌握常见化学电源的工作原理。一、化学电源1．根据原电池的反应原理，人们设计和生产了多种化学电源，包括一次电池、可充电电池和燃料电池等。可充电电池也称为二次电池。可充电电池放电时是一个原电池，充电时是一个电解池。锂电池是一种高能电池。2．目前常见的一次锌锰干电池分为酸性和碱性两种。碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，它单位质量所输出的电能多，能提供较大电流并连续放电。碱性锌锰电池的负极是锌粉，正极是二氧化锰和石墨，电解质溶液是KOH溶液。其电极反应为：负极：Zn＋2OH－―→Z

2、nO＋H2O＋2e－，正极：MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－，总反应为：Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2。3．铅蓄电池是常见的二次电池。它由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2，负极板上覆盖有Pb，电解质溶液是30%H2SO4溶液。放电时电极反应：负极：Pb＋SO―→PbSO4＋2e－，正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－―→PbSO4＋2H2O，放电时总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。铅蓄电池充电时电极反应：阴极：PbSO4＋2e－―→Pb＋SO，阳极：

3、PbSO4＋2H2O―→PbO2＋4H＋＋SO＋2e－，充电时总反应式：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。可见充电过程和放电过程是可逆的，可用一个反应表示为：Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O。4．氢氧燃料电池正极通入O2，负极通入H2。其电极反应为负极：2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－，正极：O2＋4e－＋2H2O―→4OH－，总反应：2H2＋O2===2H2O。燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料的燃烧的能量转换效率。二、废旧电池的危害及处理1．危害废弃电池中的重金属和酸碱等有害物质会

4、造成土壤和水污染，会对生态环境和人体健康造成很大危害。2．回收利用(1)回收重金属；(2)回收填充材料；(3)对无用物质集中进行无害处理。知识点一　化学电池1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2下列说法中，错误的是(　　)A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减

5、少6.5g答案　C解析　本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B正确。2．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是2PbSO4＋2H2O放电充电PbO2＋Pb＋2H2SO4下列对铅蓄电池的说法错误的是(　　)A．需要定期补充硫酸B．工作时铅是负极，PbO2是正极C．工作

6、时负极上发生的反应是Pb＋SO―→PbSO4＋2e－D．工作时电解质的密度减小答案　A解析　铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb是负极，PbO2是正极，负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与溶液中的SO生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏状，干燥后再安装，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。3．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2

7、O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下说法不正确的是(　　)A．放电时负极反应式为Zn＋2OH－―→Zn(OH)2＋2e－B．放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－―→Fe(OH)3＋5OH－C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．充电时阳极附近溶液的碱性减弱答案　C解析　选项A，放电时，在碱性条件下，Zn失去电子为电池的负极：Zn＋2OH－―→Zn(OH)2＋2e－；选项B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－―→Fe(OH)

8、3＋5OH－；选项C，放电时，K2FeO4被还原；选项D，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH－，导致阳极附近溶液的碱性减弱。知识点二　燃料电池4.氢氧燃料电池用于航天