1、第3节 化学能转化为电能原电池第 二 课 时 化学电源【学习目标】1、通过学习3种常见的化学电源，了解原电池的实际应用。2、能够通过电极反应和电池反应判断电池的正负极。3、能够根据电池反应书写燃料电池的电极反应式。【预习】二、化学电源1、化学电源是能够实际应用的原电池。包括 、 、 等。 也称为二次电池，可以反复充电和放电，是电池发展的一个重要方向，放电时是一个 ，将化学能转化为电能；充电时是一个 ，外加直流电使电池内发生原电池反应的逆反应，将电能转化为化学能储存起来。2、常用电池(1)干电池干电池即普通的锌锰电池，分为酸性和碱性两种。它是用锌制的圆筒形外壳作负极，位于中央的盖有铜帽的石墨棒作
2、正极。酸性的圆筒内填充 ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质（淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度），还填有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象)；碱性的以氢氧化钾做电解质。电极反应：（酸性）负极： 正极： 。（碱性）负极： 正极： 。 酸性干电池的缺点： 碱性干电池的优点： (2)蓄电池（放电时为原电池，充电时为电解池）铅蓄电池铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28gcm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。负极： 正极： 电池总反应： 目前
3、市场上还有镍镉电池、镍氢电池、银锌电池等充电电池，它们各有特点。(3)微型锂电池常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液是由四氯化铝锂 (LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。电池的总反应式为：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S这种电池容量大，电压稳定，能在56.771.1温度范围内正常工作。(4)燃料电池 氢氧燃料电池氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，但具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。（装置如图所示）则电极反应为：负极： 正极： 电
4、池的总反应式为： 如果在酸性条件下，负极反应式为： 正极反应式为： 【例1】根据氢氧燃料电池原理（碱性条件），下列叙述不正确的是( )A、a电极是负极。B、b电极的电极反应为：4OH4e2H2OO2。C、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置。甲烷氧燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：负极： 正极： 电池总反应式： 燃料电池优点：能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点。3、发展中的化学电源（了解）当今发展新型化学电源，不仅要在其高比能量、高比容量、长寿命方面取得长足
5、的进步，而且更重要的是向“绿色电池”方向发展。除了前面介绍的锂电池、燃料电池外，还有可充式镍氢电池，它的化学成分主要由镍和稀土组成，不含汞，无污染，是“绿色电池”的佼佼者。它可连续充放电500次，每次充放电成本低，而且对环境减少了汞污染。 【例2】一般说来，根据一个氧化还原反应便可以设计一个电池。例如，某种燃料电池的总反应式是2C2H25O28OH-=4CO32-6H2O。在此燃料电池中，向正极通入的物质是 ；负极发生的电极反应式是 ；可选择的电解质溶液是 。解析：本题主要考查学生利用氧化还原反应设计原电池的能力。其一般步骤为：（1）先根据总的离子方程式找出发生氧化反应、还原反应的物质。（2）
6、确定失去电子的物质在负极上发生氧化反应，得到电子的物质在正极上发生还原反应，分别写出电极反应式。（3）从总反应式可得C2H2做还原剂在负极上发生氧化反应，O2做氧化剂在正极上发生还原反应。本题根据化合价的变化可知1molC2H2失去10mole-转化为2molCO32-，OH-离子参加反应，所以应选择KOH或NaOH溶液作电解质溶液，负极上的电极反应为2C2H220e-28OH-4CO32-16H2O，正极上的电极反应为O220e-10H2O20OH-。【随堂练习】1、已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH2eZnOH2O，石墨：1/2 O2H2O2e2OH据此判断，锌片是（ ）A.负
7、极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原2、氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：1/2 H2 + NiO(OH) Ni(OH)2 ,根据此反应式判断，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，镍元素被氧化 C.电池充电时，氢元素被还原 D.电池放电时，H2是负极3、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型原电池，下列有关电极反应及产物的判断正确的是（ ）A、负极反应可能是O24e2H2O4OH B、负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32、H
8、CO3、H2OC、正极反应可能是C6H12O624e24OH6CO218H2OD、正极反应的产物主要是葡萄糖生成的CO2、CO32和H2O 4、微型Li I2电池可植入心脏病人体内的心脏起搏器中作为电源使用，这种电池中的电解质是固体LiI，其中的导电离子是I，下列有关说法正确的是 （ ） A、正极反应：2Li2e_2Li+ B、负极反应：I2+2e_2I_ C、总反应：2Li+I2 2LiI D、这种电池的使用寿命很短5、燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液(如KOH)，下面关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )A、正极反
9、应式为：O22H2O+4e4OH B、负极反应式为：CH410OH8eCO327H2OC、随着放电进行，溶液的pH值不变。D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大。6、科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池Pt和Zn为电极，依靠人体内体液中含有一定浓度的O2和Zn2+、H+进行工作，据此回答下列问题：（1）正极材料是： 电极反应式： 。（2）负极材料是： 电极反应式： 。7、铅蓄电池的正极材料是 ，正极反应式： 。负极材料是 ，负极反应式： 。当有20.7gPb（相对原子质量为207）溶解掉时，消耗H2SO4的物质的量为 ，放电一段时间后电解质溶液密度会 （填“变大”或“变小”）8、氯铝
10、电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH(aq)，回答下列问题： （1）通入氯气的一极是 （填“正”或“负”）极。 （2）Al电极是 （填“正”或“负”）极。 （3）外电路中电子从 极流向 极。（填“Al”或“Cl2”）9、熔盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO2CO32- 4CO24e-阴极反应式： 。总电池反应式： 。 10、（1）今有反应2H2O22H2O构成了燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是 。电极反应式为：负极 ，正极： 。（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极 ，正极 。两电极附近溶液的pH各有何变化：正极 负极 。（3）如把H2改为CH3OH、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极 ，正极 ，总反应 ；（4）如把H2改为CH3OH、稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极 ，正极 ，总反应 。
