第二节化学电源学案

1、.第二节化学电源知识点化学电池一次电池学生预习区1.化学电池1概念：化学电池是将化学能变成电能的装置。2化学电池的分类化学电池2.常见的一次电池碱性锌锰电池1组成：碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH。2工作原理负极：Zn2OH2e=ZnOH2正极：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反响：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZnOH21.能做化学电池的原电池具有的条件是什么？提示：只有能持续地提供稳定电流的原电池才能做化学电池。这就要求原电池工作时，原电池反响的速率几乎不变，即电解质溶液中离子的浓度几乎不变，如碱性锌锰电池工作时cOH变化不大。老师点拨区1.化学电

2、池1分类2优点化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。2.一次电池一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。1特点一次电池不能充电，不能反复使用。2常见的一次电池对点即时练1.废电池必须进展集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是A.为了利用电池外壳的金属材料B.防止汞、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.回收其中的石墨电极答案B解析废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进展集中处理。2.被称之为“软电池的纸质电池，采用一个

3、薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸内的离子“流过水与氯化锌组成的电解液。电池总反响为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。以下说法正确的选项是A.该电池的正极为锌B.该电池反响中二氧化锰起催化作用C.当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023D.电池正极反响式为2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH答案D解析由总反响式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为复原剂，应为原电池的负极，A、B两项错误；电子只能经外电路流动，电解液内电流的形成是阴、阳离子的定向挪动，C项错误；电池负极反响式为Zn2OH2e=ZnOH2O，

4、用总反响式减去负极反响式得正极反响式为2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH。电极反响式的书写方法知识点二次电池燃料电池学生预习区1.二次电池铅蓄电池1铅蓄电池的构造2铅蓄电池的工作原理放电和充电是不同条件下的正、逆反响过程：负极：PbsSOaq2e=PbSO4s氧化反响正极：PbO2s4HaqSOaq2e=PbSO4s2H2Ol复原反响3铅蓄电池的优缺点优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、平安可靠、价格低廉，在消费生活中应用广泛。缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。2.氢氧燃料电池1组成：电极材料为Pt，负极通入H2，正极通入O2，电解质是H2SO4。2工作原理负极：2H24e=

5、4H正极：O24H4e=2H2O总反响：2H2O2=2H2O3优点：能量转换率高，超过80%，远高于普通燃烧过程。污染小，被誉为“绿色发电站。2.氢氧燃料电池的电解质改为KOH时的两极反响式怎么写？提示：假设改为碱性环境时，两极反响式书写时要注意没有H生成和消耗，而有OH生成和消耗，其两极反响式为：正极：O24e2H2O=4OH； 负极：2H24e4OH=4H2O老师点拨区1.化学电源中电极反响式的书写1先标出放电原电池总反响式中变价元素的化合价，确定电子转移的方向与数目，指出参与负极和正极反响的物质。即负极：复原剂ne=氧化产物正极：氧化剂ne=复原产物根据原子守恒和电解质溶液的组成找出参加

6、反响或生成的电解质溶液的成分。如铅蓄电池中：负极：Pb复原剂2eSO电解质溶液中的离子=PbSO4氧化产物2写出一个比较容易书写的电极反响式，书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存。如铅蓄电池的负极反响式为PbSO2e=PbSO4。3在电子守恒的根底上，用总反响式减去写出的电极反响式，即得另一极的反响式。如铅蓄电池的正极反响式可用总反响式减去负极反响式得到，即PbPbO24H2SOPbSO2e=2PbSO42H2OPbSO4，整理得：PbO24HSO2e=PbSO42H2O。2.燃料电池1燃料电池电极反响式的书写要求在电池的负极反响的物质一定是可燃物，燃料失电子发生氧化反响。电池的正极多

7、为氧气或空气，得电子，发生复原反响，特别注意电解质酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来配平。电极材料一般不参加化学反响，只作电池反响物的载体。正、负两极的电极反响式在得失电子守恒的前提下，相加后的电池反响必然是燃料燃烧反响和燃烧产物与电解质溶液反响的叠加。2常见的四种典型燃料电池对点即时练3.关于铅蓄电池的说法正确的选项是A.在放电时，正极发生的反响是PbsSOaq2e=PbSO4sB.在放电时，该电池的负极材料是铅板C.在放电时，负极质量不断变小D.在放电时，SO移向正极答案B解析A项，正极发生复原反响，元素的化合价降低，因此正极反响式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，错误；B项，铅

8、蓄电池中，铅板是负极材料，正确；C项，放电时，负极由Pb逐渐生成PbSO4，故负极质量不断增大，错误；D项，放电时阴离子移向负极。4.1现有反响2H2O22H2O，要构成燃料电池，那么负极通入的应是_，正极通入的应是_，电极反响式分别为_、_。2如把KOH改为稀H2SO4作电解液，那么电极反响式分别为_、_。3上述1和2的电解液不同，反响进展后，1中溶液pH变_填“大或“小，下同，2中溶液pH变_。4如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解液，那么电极反响式分别为_、_。答案1H2O2负极：2H24OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH2负极：2H24e=4H正极：O24H4e=2H2O3

9、小大4负极：CH410OH8e=CO7H2O正极：2O24H2O8e=8OH解析3由于1是在碱性条件下反响，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而2中为酸性溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。化学电池 A篇对点强化训练知识点一化学电池一次电池1.以下说法中正确的选项是A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质储存在电池内答案C解析碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池；燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不断输入。2.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用

10、。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质为KOH，电极反响为：Zn2OH 2e=ZnOH2；Ag2OH2O2e=2Ag 2OH。根据上述反响式，判断以下表达正确的选项是A.使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B.使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C.Zn是负极，Ag2O是正极D.Zn电极发生复原反响，Ag2O电极发生氧化反响答案C解析在使用过程中，电池负极区消耗OH，那么负极区溶液的pH不会增大，A错误；因负极是Zn，正极是Ag2O，电子应从负极Zn流向正极Ag2O，B错误、C正确；Zn电极发生氧化反响，Ag2O电极发生复原反响，D错误。知识点二二次电池燃料电池3.固体

11、氧化物燃料电池是以固体氧化锆­氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子O2在其间通过。该电池的工作原理如下图，其中多孔电极a、b均不参与电极反响，以下判断正确的选项是A有O2放电的a极为电池的负极B.有H2放电的b极为电池的正极C.a极对应的电极反响为O22H2O4e=4OHD.该电池的总反响方程式为2H2O22H2O答案D解析A项，O2放电发生复原反响，a极为正极，错误；B项，H2放电发生氧化反响，b极为负极，错误；C项，由题意及图示知，a极对应的电极反响为O24e=2O2，错误；D项，由两极反响式可知电池反响方程式为2H2O22H2O，正确。4.一种燃料电池中发生的化学反

12、响为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反响是A.CH3OHgO2g2e=H2OlCO2g2HaqB.O2g4Haq4e=2H2OlC.CH3OHgH2Ol6e=CO2g6HaqD.O2g2H2Ol4e=4OHaq答案C解析可燃物作负极，发生氧化反响，CO2是氧化产物，由 O2，升高6价，故有CH3OH6eCO2。然后平衡电荷：左边失6个电子，带6个单位正电荷，右侧应加上6个单位正电荷，即CH3OH6eCO26H。最后将H、O原子个数配平得CH3OHgH2Ol6e=CO2g6Haq。5.可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液

13、，铝合金为负极，空气电极为正极。以下说法正确的选项是A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反响都为O22H2O4e=4OHB.以NaOH溶液为电解液时，负极反响为Al3OH3e=AlOH3C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案A解析B项，以NaOH为电解液时，不应生成AlOH3沉淀，而应生成AlO；C项，电解液的pH应减小；D项，电子通过外电路从负极流向正极。6.肼N2H4­空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质为20%30%的KOH溶液，电池总反响为N2H4O2=N22H2O。以下关于该电池

14、工作时说法中正确的选项是A.溶液的pH保持不变B.溶液中的阴离子向正极挪动C.正极的电极反响式：O24H4e=2H2OD.负极的电极反响式：N2H44OH4e=4H2ON2答案D解析由总反响知生成了H2O，所以溶液体积变大，碱性减弱，pH变小，A错误；原电池溶液中阴离子移向负极，B错误；因电解质溶液呈碱性，所以正极电极反响式：O24e2H2O=4OH，C错误。7.硼化钒VB2­空气电池是目前储电才能最高的电池，电池示意图如下图，该电池工作时发生反响4VB211O24B2O32V2O5。以下说法正确的选项是A.电极a为电池负极B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C.电子由VB2极

15、经KOH溶液流向电极aD.VB2极发生的电极反响为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O答案D解析根据原电池反响和氧化复原反响原理知，电极a为正极，A错误；题图中选择性透过膜只能让阴离子选择性透过，B错误；电子由VB2极经负载流向电极a，C错误；根据总反响和电子转移情况可知D正确。B篇综合提升训练8.新型NaBH4/H2O2燃料电池DBFC的构造如下图，该电池总反响方程式：NaBH44H2O2=NaBO26H2O，有关的说法不正确的选项是A电极b为正极B.放电过程中，Na从正极区向负极区迁移C.电池负极的电极反响为BH8OH8e=BO6H2OD.在电池反响中，每消耗1 L 6 m

16、ol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12NA答案B解析A项，电极b上H2O2得电子转化为OH，故电极b为正极；B项，放电过程中阳离子从负极移向正极；C项，负极上BH失电子转化为BO；D项，根据H2O22e2OH可知，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，转移的电子数为12NA。9.生物燃料电池BFC是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如下图。C1极的电极反响方程式为C2H5OH3H2O12e=2CO212H。以下说法正确的选项是A.C1极为电池正极，C2极为电池负极B.C2电极上发生氧化反响，

17、电极反响式为O24H4e=2H2OC.该生物燃料电池的总反响方程式为C2H5OH3O2=2CO23H2OD.电池放电过程中电解质溶液的pH不变答案C解析燃料电池中燃料被氧化，在原电池的负极发生氧化反响，氧化剂在正极发生复原反响，根据电极反响，C1为电池负极，C2为电池正极，A、B错误；该生物燃料电池的总反响方程式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，C正确；电池在放电过程中有水生成，电解质溶液的pH增大，D错误。10.Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反响可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请答

18、复以下问题：1电池的负极材料为_，发生的电极反响为_。2电池正极发生的电极反响为_。3SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。假如把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反响的化学方程式为_。4组装该电池必须在无水、无氧的条件下进展，原因是_。答案1LiLie=Li22SOCl24e=4ClSSO23出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2H2O=SO22HCl4构成电池的主要成分Li能和氧气、水反响，且SOCl2也与水反响解析2正极反响式可由总反响减去负极反响式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。3题中给出有碱液吸收时的产物，那么没有碱液吸

19、收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。11.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作放电时该电池的总反响：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。试根据上述情况判断：1铅蓄电池的负极材料是_。2工作时，正极反响为_。3工作时，电解质溶液的pH_填“增大“减小或“不变。4工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。5电流方向从_极流向_极。答案1Pb2PbO2SO4H2e=PbSO42H2O3增大4负5正负解析从正极反响或电池的总反响可知H2SO4参加了反响，H转变成H2O，所以溶液pH增大；电流方向与电子挪动方向相反，从正极沿导线流向负极。12.