1、第二章化学反应与能量课前预习课堂练习第二节 化学能与电能第2课时 发展中的化学电源课后作业基础训练课前预习一、干电池最早使用的化学电池是_，它是一种_电池，放完电后不能再使用。1锌锰电池负极：锌筒正极：石墨棒电解质：NH4Cl2碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质_换成湿的_，并在构造上做了改进。锌锰电池一次性NH4ClKOH二、充电电池1二次电池充电电池又称为_电池。它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。2功能充电电池可实现化学能与电能的相互转化，可表示如下：二次3铅蓄电池(1)构成该电池以_作电极材料，_作电解质溶液。(2)电极反应式负极：_正极：
2、PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O总的电池反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O(3)工作原理放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。Pb 和 PbO2硫酸PbSO24 2e=PbSO44碱性镍镉电池该电池以 Cd 和 NiO(OH)作电极材料，KOH 作电解质。其电极反应式为：负极：_正极：_总的电池反应：Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2Cd2OH2e=Cd(OH)22NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH三、燃料电池1氢氧燃料电池氢氧燃料电池是一种高效的
3、、低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等，电解液一般为 40%的 KOH 溶液。其电极反应式为：正极：_负极：_总反应式为：2H2O2=2H2OO22H2O4e=4OH2H24OH4e=4H2O2甲烷燃料电池KOH 溶液为电解质溶液。电极反应式为：负极：_正极：_总反应式为：CH42O22OH=CO23 3H2OCH410OH8e=CO23 7H2O2O24H2O8e=8OH基础训练课堂练习1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B锂离子电池放电时，化学能转化成电能C电解质溶液导电时，
4、电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能A解析：A 项，硅太阳能电池工作时，光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B 项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C 项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D 项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖发生氧化还原反应，化学能转化为热能。2干电池中发生的反应为 Zn2NH4=Zn22NH3H2，工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是()A碳棒为电池的负极BH2在 Zn 片上生成C电流由锌片流向碳棒DZn 片上发生氧化反应D解析：根据反应方程式，放电时，Zn 元素化合价由 0
5、 价升高为2 价，H 元素化合价由1 价降低为 0 价，所以 Zn 片作负极，碳棒作正极，故 A 错误；Zn 片作负极，电极反应为 Zn2e=Zn2，H2 在碳棒电极上生成，故 B 错误；电流由正极经外电路流向负极，应是由碳棒流向锌片，故 C 错误；Zn 片作负极，电极上发生失电子的氧化反应，故 D 正确。3.镍氢电池是新型的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池，镍氢电池的总反应式为12H2NiO(OH)放电充电 Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述不正确的是()A电池放电时，电池负极周围溶液的 pH 不断增大B电池放电时，镍元素被还原C电池充电时，是电能转化为化学能D电池放电时
6、，H2是负极A解析：由电池总反应可以得到，放电时，H2作负极，发生氧化反应，负极反应为12H2eOH=H2O，此时负极区的 pH 减小。也可用排除法，NiO(OH)中 Ni 的化合价为3 价，Ni(OH)2中 Ni 的化合价为2 价，可知放电时化合价降低被还原；电池充电时将电能转化为化学能，而放电时将化学能转化为电能；镍氢电池放电时氢气作负极。4LED 产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED 发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是()A电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过 KOH 溶液回到负极，形成闭合回路Ba 处通入氢气，b 处通入氧气，该装置将化学能最终转化为电能C
7、电池放电后，OH的物质的量浓度减小D通入 O2的电极发生反应：O24e=2O2C解析：电路中的电子从负极经外电路到正极，但是电子不经过KOH 溶液，A 错误；由外电路中电子的运动方向可知，a 是负极，b是正极，故 a 处通入氢气，b 处通入氧气，该装置将化学能最终转化为光能，B 错误；电池放电后，电池反应产物是水，故 OH的物质的量浓度减小，C 正确；通入 O2 的电极发生反应：O22H2O4e=4OH，D 错误。5在铜锌稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有 1 mol 电子通过时，理论上两极的变化是()锌片消耗了 32.5 g 锌片增重了 32.5 g铜片上生成 1 g 氢气铜片上生成 1
8、mol 氢气A B C DA解析：该原电池放电时，作负极的锌失电子，发生氧化反应，正极上氢离子得电子，发生还原反应，所以电池总反应式为 ZnH2SO4=ZnSO4H2，设当导线中有 1 mol 电子通过时，理论上负极锌片消耗 x g，铜片上析出氢气 y g。ZnH2SO4=ZnSO4H2 转移电子 65 g 2 g 2 molx g y g 1 mol解得：x32.5，y1。即锌片消耗了 32.5 g，铜片上生成 1 g 氢气，说法正确的是。6锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的
9、是()ALi 是正极，电极反应为 Lie=LiBLi 是负极，电极反应为 Lie=LiCLi 是负极，电极反应为 MnO2e=MnO2DLi 是负极，电极反应为 Li2e=Li2B解析：本题根据总反应式判断：Li 被氧化，为负极材料，其失去电子成为 Li，正极放电的为 MnO2，若已知电池总反应式而要写电极反应式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规律先判断出负极材料，负极材料若是金属，则失电子而变为相应阳离子(注意：Fe 失电子应变为 Fe2)，负极材料若是其他被氧化的物质(如氢氧燃料电池中的 H2、甲烷燃料电池中的 CH4)，则失电子变为相应氧化产物，然后再推断正极反应。7某
10、固体酸燃料电池以 CsHSO4固体为电解质传递 H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为 2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从 b 极流向 a 极Bb 极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2DH由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极D解析：由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故 a 为负极、b 为正极，电子应该是通过外电路由 a 极流向 b极，A 错；B项，b极上的电极反应式为 O24e4H=2H2O，B 错；C 项，没有注明此时是否处于标准状况下，故无法计算气体的体积，C
11、 错。8汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极B放电时，溶液中的 H向正极区移动，正极区域的溶液的酸性增强C放电时，电子由 Pb 电极通过导线流向 PbO2D正极的电极反应式为 Pb2e=Pb2C解析：由 PbO2PbSO4 发生的是还原反应，PbO2 应是电池的正极，A 错误；放电时，溶液中的 H向正极区移动，发生反应 PbO22e4HSO24=PbSO42H2O，溶液酸性不会增强，B 错误，D 错误。9(1)已知某燃料电池的总反应为 2H2O2=KOH溶液2
12、H2O，则通入负极的应是_，电极方程式为_，通入正极的是_，电极方程式为_。(2)若把 KOH 溶液改为稀 H2SO4作电解质，则电极方程式，正极：_，负极：_。(3)若把 H2改为 CH4，用 KOH 溶液作电解质，则电极方程式，负极：_，正极：_。H22H24e4OH=4H2OO2O24H4e=2H2O2H24e=4HO22H2O4e=4OHCH48e10OH=CO23 7H2O2O24H2O8e=8OH解析：根据总反应可知，H2在反应中被氧化，应从负极通入，又因为电解质是 KOH 溶液，不可能生成 H，故负极反应为 2H24OH4e=4H2O，正极反应为 O22H2O4e=4OH；若把
13、KOH溶液改为稀 H2SO4 作电解质，溶液中不可能生成 OH，故负极反应为 2H24e=4H，正极反应为 O24H4e=2H2O；若把 H2改为 CH4，用 KOH 溶液作电解质，CH4被氧化，因在 KOH 溶液中不可能产生 CO2，故生成 CO23。10王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如图所示的文字，请根据要求回答问题。(1)该电池的种类是_(填序号)。干电池 蓄电池 燃料电池(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是_(写元素符号)。(3)下列有关该电池的使用和性能，说法正确的是_。A该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等B该电池可充电后反复使用C该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境HgA解析：(1)因为该电池是锌锰干电池，属于一次性电池(干电池)。(2)电池中含有 Zn、Mn、Hg 等，金属汞属于重金属，对人体和环境危害最大。(3)干电池使用寿命短，常用于收音机、闹钟、相机中；是一次性电池，不可反复使用；用完后应该分类回收，防止污染土壤和水体。谢谢观赏！Thanks!