新高中化学题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化第2课时化学电源学案苏教版必修2.doc

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1、新高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化第2课时化学电源学案苏教版必修2一、常见的化学电源1．锌锰干电池(1)结构锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。(2)原理15/15锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。(3)电极反应负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。(4)缺陷与改进措施锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设

2、备的腐蚀。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。2．充电电池(1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。(2)常见的充电电池①铅蓄电池常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。②镍镉电池以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境。③碱金属中的Li是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。锂离

3、子电池是新一代可充电的绿色电池。3．燃料电池15/15(1)燃料电池是通过燃料气体与氧气分别在两个电极上发生氧化、还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。　从电极反应认识化学电

4、池类型(1)活泼金属作负极，被腐蚀或消耗，发生氧化反应，如锌锰干电池。(2)两电极都参加反应，如铅蓄电池。(3)两电极均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如燃料电池。例1　下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　)ABCD锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池镍镉电池考点　常见化学电源题点　常见化学电源的分类答案　C例2　汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO215/15＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是(　　)A．Pb是正极B．PbO2得电子，被

5、氧化C．负极反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4D．电池放电时，溶液的酸性增强考点　常见化学电源题点　铅蓄电池答案　C解析　从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中Pb失去电子变为Pb2＋，发生氧化反应，因而Pb是负极；PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性减弱。思维启迪二次电池的放电、充电是相反的过程，如铅蓄电池放电时，Pb电极上发生氧化反应，充电时Pb电极上发生还原反应，PbO2电极亦是如此。二、电池中电极反应式的书写1．充电电池电极反应式的书写方法(1)先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目

6、，指出参与负极和正极反应的物质。(2)写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)。(3)在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。例3　铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根据上述情况判断：(1)工作时，电解质溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)工作时，电解质溶液中的阴离子移向______极。(3)电流方向从______极流向______极。(

7、4)写出负极的电极反应式：__________________________________________________。(5)当铅蓄电池向外电路提供1mol电子时，理论上负极板的质量增加______g。考点　常见化学电源题点　铅蓄电池的相关综合答案　(1)增大　(2)负　(3)正　负(4)Pb＋SO－2e－===PbSO4　(5)48解析　本题解答时应从两方面入手：一是根据电池总反应式明确铅蓄电池的工作原理，二是抓住电极反应中各反应物和生成物之间量的关系。由铅蓄电池工作时总反应式可知Pb为负极，负极反应为Pb－2e－＋SO===PbS

8、O4，PbO2为正极，正极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。由于电池工作时，不断消耗H2SO4且生成水，使H＋15/15的浓度减小，故