1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2课时化学电源目标与素养：1.了解化学电源的分类。(宏观辨识)2.了解常见的化学电源及其工作原理。(微观探析)3.了解化学电源的广泛使用及对环境的影响。(社会责任)1化学电源的分类2常见电池(1)锌锰干电池项目酸性锌锰干电池碱性锌锰干电池电极锌筒作负极，石墨作正极电解质氯化铵和氯化锌氢氧化钾电极反应负极Zn2e=Zn22NH2e=2NH3H2Zn2OH2e=ZnOH2OMnO22H2O2e=Mn(OH)22OH正极电池反应Zn2NH4Cl=ZnCl22NH3H2ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2(2)铅蓄电池电极材料电解质溶液：30%H2SO4溶液。原理
2、。特点：性能优良，价格便宜，可多次充放电；单位重量的电极材料释放的电能小。(3)氢氧燃料电池原理(电极反应及电池反应)。项目酸性燃料电池碱性燃料电池电极石墨电极材料电解质磷酸等酸性溶液KOH溶液电极反应负极2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池反应2H2O2=2H2O特点：能量利用效率高、可连续使用、排放污染物少。微点拨：燃料电池的两电极不参与反应，而是燃料(还原性气体或液体)和氧气分别在两极发生反应。1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)手机、电脑使用的电池为一次电池。()(2)酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池工作
3、时，负极反应相同。()(3)铅蓄电池放电时负极反应与充电时阴极反应相同。()(4)氢氧燃料电池的电极一般不参与反应。()(5)氢氧燃料电池的负极反应为：H22e=2H。()提示(1)手机、电脑使用的是二次电池。(2)酸性锌锰干电池负极反应为Zn2e=Zn2，碱性锌锰干电池负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O。(3)铅蓄电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应。(4)(5)氢氧燃料电池在碱性环境中的负极反应为H22OH2e=2H2O。2下列电池属于一次电池的是()A锌锰干电池B铅蓄电池C锂电池D氢氧燃料电池A铅蓄电池、锂电池属于二次电池；氢氧燃料电池属于燃料电池。3燃料电池是一种新型电池，它
4、利用燃料在反应过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下：X极：O2H2O2e=2OH；Y极：H22OH2e=2H2O。下列判断中，正确的是()AX极是负极BY极是正极CY极发生还原反应DY极发生氧化反应答案D二次电池工作原理1.二次电池放电时是原电池，而充电时是电解池；二次电池的充放电过程相反。2当蓄电池充电时就是通直流电，蓄电池的正极与外接直流电源的正极相连，作阳极；蓄电池的负极与外接直流电源的负极相连，作阴极。可简单记忆：负接负，正接正。3充电时发生的电极反应和电池反应是放电时发生的反应的逆过程。.放电时，电极.充电时，电极【例1】LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环
5、境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4LiLiFePO4。下列有关LiFePO4电池的说法正确的是()A该电池可用H2SO4溶液作电解质溶液B该电池放电时，电池内部的Li向负极移动C该电池充电时，阳极的电极反应式为LiFePO4e=FePO4LiD在该电池的放电过程中，电池正极的质量逐渐减少CH2SO4溶液作电解质溶液时，将会与Li发生反应，A项错误；该电池放电时，阳离子Li移向正极，B项错误；该电池充电时，阳极发生的是失去电子的氧化反应，C项正确；在该电池的放电过程中，正极上不断有LiFePO4生成，正极的质量逐渐增大，D项错误。(1)写出该电池放电时的正、负极反应式。(2)该电
6、池能用水作电解质溶液吗？为什么？答案(1)负极：Lie=Li；正极：FePO4Lie=LiFePO4。(2)不能。因为锂是活泼金属，可与水发生反应，故不能用水做电解质溶液，电解质可以为导电固体。1已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法正确的是()A充电时作阳极，放电时作正极B充电时作阳极，放电时作负极C充电时作阴极，放电时作负极D充电时作阴极，放电时作正极C“”接线柱放电时为原电池的负极，失去电子发生氧化反应，充电时与外接电源负极相连，作电解池的阴极，得到电子发生还原反应，C项正确。2为提
7、升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区DA项，三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
8、，正确；B项，二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，正确；C项，二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)，正确；D项，二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，错误。电极反应式书写方法1.一般电极反应式的书写2复杂电极反应式的书写复杂电极反应式总反应式较简一极电极反应式【例2】用CH3OH气体代替H2作燃料，则得到甲醇燃料电池。写出下列燃料电池的电
9、极反应式和总反应方程式。(1)CH3OHNaOH溶液O2构成的燃料电池：负极反应式：_，正极反应式：_，总反应式：_。(2)CH3OHH2SO4溶液O2构成的燃料电池：负极反应式：_，正极反应式：_，总反应式：_。答案(1)2CH3OH16OH12e=2CO12H2O3O26H2O12e=12OH2CH3OH3O24OH=2CO6H2O(2)2CH3OH2H2O12e=2CO212H3O212H12e=6H2O2CH3OH3O2=2CO24H2O(1)酸溶液作电解质：CxHy或CxHyOz氧化后的存在形式为CO2。(2)碱溶液作电解质：CxHy或CxHyOz氧化后的存在形式为CO。1LiAl/
10、FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2LiFeS2e=Li2SFe，有关该电池的下列说法中正确的是()ALiAl在电池中作负极材料，该材料中Li的化合价为1B该电池的电池反应式为2LiFeS=Li2SFeC负极的电极反应式为Al3e=Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为Li2SFe2e=2LiFeSBA项中LiAl是合金，Li的化合价为0，A错；根据正极反应式，结合原电池的电极材料LiAl/FeS判断出负极反应式为Lie=Li，C错；充电时为电解池原理，阴极发生还原反应，D错。2氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和
11、还原反应，电池总反应式是_写出氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式：介质负极反应式正极反应式酸性碱性答案2H2O2=2H2O2H24e=4HO24H4e=2H2O2H24e4OH=4H2OO22H2O4e=4OH1锌锰干电池在放电时，总反应方程式可以表示为Zn(s)2MnO2(s)2NH(aq)=Zn2(aq)Mn2O3(s)2NH3(g)H2O(l)，在如图所示装置中，电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是()AZnB碳CMnO2和NHDZn2和NH3CZn在负极上被氧化得到Zn2；MnO2、NH在正极上被还原得到Mn2O3、NH3。2氢氧燃料电池是将H2和O2分别通到浸入20%40%(
12、质量分数)的KOH溶液的多孔石墨电极上，其电池总反应为2H2O2=2H2O，则下列叙述正确的是()A通入H2的一极是正极，通入O2的一极是负极B通入O2的一极是正极，通入H2的一极是负极C该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH增大D该电池工作一段时间后，负极区附近溶液的pH增大B根据电池总反应可知，该电池工作时不断有H2O生成，则电解质溶液的pH不断减小。通入O2的一极作正极，通入H2的一极作负极，H2在负极上发生氧化反应，其电极反应式为2H24OH4e=4H2O，负极区附近溶液中OH浓度降低，则pH减小。综上分析，B项正确。3某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为：FeNiO22H2OFe(
13、OH)2Ni(OH)2，下列说法中正确的是()A放电时，负极上发生反应的物质是FeB放电时，正极反应是NiO22e2H=Ni(OH)2C充电时，阴极反应是Ni(OH)22e2OH=NiO22H2OD充电时，阳极附近c(OH)增大A电池的负极发生氧化反应，该蓄电池的负极为Fe，A项正确；该电池的正极为NiO2，发生还原反应，电极反应为NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH，B项错误；充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH)22e=Fe2OH，C项错误；充电时阳极的电极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O，c(OH)减小，D项错误。4镁次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方
14、便等优点。该电池的正极反应式为ClOH2O2e=Cl2OH，关于该电池的叙述正确的是()A该电池中镁为负极，发生还原反应B电池工作时，OH向正极移动C该电池的总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小C次氯酸盐在正极发生反应，则Mg为负极，发生氧化反应，A项错误；电池工作时，阴离子向负极移动，B项错误；负极反应式为Mg2e2OH=Mg(OH)2，将正、负极反应式相加可得总反应，C项正确；根据正极反应式可知，电池工作时，正极周围溶液的c(OH)增大，pH将增大，D项错误。5(1)直接以甲烷为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极反应式为_；正极反应式
15、为_。(2)熔融盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。阳极反应式：2CO2CO4e=4CO2，阴极反应式：_；电池总反应式：_。解析(2)本题中电池中的电解质是熔融物，而不是电解质溶液，但有自由移动的离子CO存在。原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移，燃料电池总反应实质是一个燃烧反应。故阳极CO失去电子，而阴极应为O2得到电子，再与阴极助燃气CO2反应生成电解质阴离子CO。答案(1)CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2O(2)O22CO24e=2CO2COO2=2CO2- 9 - 版权所有高考资源网
