第二节 化学能与电能(7).doc

第二节 化学能与电能（2）发展中的化学电源一、化学电源干电池通常将化学电源分为一次电池、二次电池和原料电池。放电之后不能充电、活性物质消耗到一定程度不能再使用的电池称为一次电池，如干电池。(1)普通锌锰电池干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。电极总的反应式为：Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O负极反应：Zn-2e-=Zn2+正极反应：2NH4+2e- +2MnO2=Mn2O3+H2O( 2 )碱性锌-锰干电池用KOH电解质溶液代替NH4Cl溶液做电解质溶液时，电池的能量和放电电流得到显著的提高。电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考该电池的正负极材料和电解质负极：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电解质：KOH二、化学电源充电电池1.铅蓄电池铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程1)正负极材料正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶液放电过程负极：Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s) 氧化反应正极：PbO2(s) + 4H+SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 还原反应 放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O 充电过程阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 还原反应阳极：PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42-充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)2银锌蓄电池正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。反应式为：2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O(三)燃料电池燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池1电解质溶液为KOH负极 : 2H2+4OH-4e-4H2O 正极 : O2+2H2O4e-4OH-总反应方程式 ：2H2O22H2O2电解质溶液为 H2SO4负极：2H2 - 4e- = 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O总反应方程式 ： 2H2O22H2O【练习】.下列电池中不属于二次电池的是( )A.碱性锌锰电池B.铅蓄电池 C.镍镉电池D.锂离子电池.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞.镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极.已知空气-锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是( )。A.负极，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4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn5.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机.收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中正确的是( )A.由于碱性物质的存在，这种电池的缺点是容易漏液失效B.这种电池较传统锌锰电池使用寿命长C.这种电池的电解质由传统的KOH改进为NH4ClD.这种电池的电解质由传统的NH4Cl改进为KOH6.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn+O22ZnO，原料为锌粒.电解质和空气，则下列叙述正确的是( )A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn2e-Zn2+C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸7.在右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( ) w.w.w.k.s.5A.碳棒上有气体放出，溶液的pH增大 B.a是正极，b是负极 C.导线中有电子流动，电子从a极流到b极 D.a极上发生了氧化反应8.阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：2H24 OH- 4 H2O4e-，O22 H2O4e- 4 OH-。在负极上发生反应的物质是 负极发生的是 (填氧化或还原)反应，电池反应是 二、原电池正负极的判断方法：依据原电池两极的材料：较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流向原电池的正极。根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。根据原电池中的反应类型：负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。三、原电池电极反应方程式的书写（i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：写出总反应方程式。 把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应（ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。【过关测试】.下列电池中不属于二次电池的是( )A.碱性锌锰电池B.铅蓄电池 C.镍镉电池D.锂离子电池.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( ) w.w. A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞.镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极.已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是( )。A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原充电放电4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn5.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2氧化吸收H2)，电极反应可简化为：Zn2Zn2+；2NH4+2e2 NH3H2(NH3再用于结合Zn2+。)根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )A.干电池中Zn为正极，碳为负极w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB.干电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器6.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机.收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中正确的是( )A.由于碱性物质的存在，这种电池的缺点是容易漏液失效B.这种电池较传统锌锰电池使用寿命长C.这种电池的电解质由传统的KOH改进为NH4ClD.这种电池的电解质由传统的NH4Cl改进为KOH7.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn+O22ZnO，原料为锌粒.电解质和空气，则下列叙述正确的是( )A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn2e-Zn2+C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸8.在右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )