第二节化学能与电能(7)

1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①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)+2H2O①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)+2H2SO42PbSO4(s)+2H2O(l)2．银锌蓄电池2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)2Zn+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+2H2O＋4e-＝4OH-总反应方程式：2H2＋O2＝2H2O2．电解质溶液为H2SO4负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应方程式：2H2＋O2＝2H2O【练习】１.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２.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３.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)2Ag2O+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+O2＝2ZnO，原料为锌粒.电解质和空气，则下列叙述正确的是()3A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为Zn－2e-＝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：2H2＋4OH-4H2O＋4e-，O2＋2H2O＋4e-4OH-。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：①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。②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。③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。④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。①把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。③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】１.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２.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３.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4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)2Ag2O+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：Zn－2ｅ＝Zn2+；2NH4+＋2e＝2NH3＋H2(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+O2＝2ZnO，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Zn－2e-＝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()w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA.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9.阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：2H2＋4OH-4H2O＋4e-，O2＋2H2O＋4e-4OH-。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。充电放电