10化学电源

11.D第一节随堂练习参考答案1.B2.C3.B4.C5.C6.D7.D8.AD9.D10.D12.(1)镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转正极：2H＋＋2e—＝H2↑负极：Mg—2e—＝Mg2＋（2）Al2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑第四章电化学基础第二节化学电源学习目标1．理解原了解化学电源的优点及在各方面的应用。2．认识一次电池、二次电池和燃料电池。3．了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。学习重、难点电极反应式的书写。2．判断一种电池的优劣：判断一种电池的优劣或是否适合某种需要，主要看这种电池_________或_________所能输出电能的多少，即______________________，或者输出功率的大小，即________________，以及电池的________________。一、化学电源1．化学电源的分类：化学电源是将_______转变为______的装置，它包括________、________和_____电池等几大类。燃料化学能电能一次电池二次电池单位质量单位体积比能量[(W·h)/kg，(W·h)/L]比功率[W/kg，W/L]可储存时间的长短二、一次电池碱性锌锰电池组成：该电池由负极____、正极______、电解质________等组成。其电极反应为：负极：______________________________，正极：______________________________。总反应________________________________。2MnO2＋2H2O＋2e—＝2MnOOH＋2OH—ZnMnO2KOHZn＋2OH——2e—＝Zn(OH)2Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的_________和____________均有所提高，适用于________和_______________。比能量可储存时间大电流连续放电三、二次电池铅蓄电池组成：铅蓄电池有两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有______，负极板上覆盖有_____，电解质溶液是_______溶液。负极：______________________________，正极：______________________________。总反应________________________________。PbO2＋4H＋＋SO42—＋2e—＝PbSO4＋2H2OPbO2PbH2SO4Pb＋SO42——2e—＝PbSO4Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O铅蓄电池的缺点是________低、笨重、废弃电池_____________。比能量污染环境PbPbO2四、燃料电池1．燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的______能直接转换成______的化学电池。它与一般化学电池不同，一般化学电池的活性物质储存在电池______，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包含______物质，只是一个________元件。它工作时，_____和_______连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地的被排出，于是电池就连续不断地提供电能。催化转化化学电能内部活性燃料氧化剂四、燃料电池2．氢氧燃料电池工作原理（1）氢氧燃料电池以______为燃料，_____为氧化剂，____作电极，使用酸性电解质。如图所示，在____极室通入H2，它在Pt电极生被催化分解为H原子，再失去电子成为H＋进入电解质溶液，透过___，进入正极室；在正极室通入___，经过Pt电极的_____，O2、H＋在正极上放电生成_______。电极反应分别为：负极：_______________________________，正极：_______________________________。隔膜氢气氧气铂负极O2催化H2OH2—2e—＝2H＋O2＋2H＋＋2e—＝H2O12四、燃料电池2．氢氧燃料电池工作原理（1）氢氧燃料电池以______为燃料，_____为氧化剂，____作电极，（2）若以NaOH溶液为电解质溶液；负极：_____________________________，正极：_____________________________。（3）若以Na2SO4溶液为电解质溶液负极：_____________________________，正极：_____________________________。氢气氧气铂H2＋2OH——2e—＝2H2OO2＋2e—＋H2O＝2OH—12H2—2e—＝2H＋O2＋2e—＋H2O＝2OH—124．用于金属的防护五、原电池原理的应用如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌做原电池的负极，铁闸做正极。5．原电池的设计五、原电池原理的应用设计原电池要紧扣原电池的三个条件。具体方法是：1．首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；2．根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料（负极就是______电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属或石墨）及电解质溶液。失电子5．原电池的设计五、原电池原理的应用例：请将反应2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋，设计成原电池。1．首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；2Fe3＋＋2e—＝2Fe2＋；Cu—2e—＝Cu2＋2．根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。正极：碳棒负极：Cu电解质溶液：FeCl3溶液1．普通锌锰电池六、常见化学电池负极反应：_______________，Zn—2e—＝Zn2＋正极反应：（石墨）2MnO2＋2NH4＋＋2e—＝Mn2O3＋2NH3＋H2O（还原反应）总反应式：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl＝ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O2．碱性锌锰干电池（构造如图所示）Zn是负极，MnO2是正极，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：__________________________，正极：_________________________________。总反应式：_____________________________。碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量大，储存时间长，可适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品。六、常见化学电池2MnO2＋2H2O＋2e—＝2MnOOH＋2OH—Zn＋2OH——2e—＝Zn(OH)2Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2锌筒3．锌银电池负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，电极反应如下：负极：_____________________________，正极：____________________________。总反应：__________________________。这种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式微型电池，广泛由于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。六、常见化学电池Ag2O＋2H2O＋2e—＝2Ag＋2OH—Zn＋2OH——2e—＝Zn(OH)2Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2锌筒4．锂电池金属锂做_____极，石墨做____极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中组成，其电极反应如下：负极：______________________________，正极：______________________________。总反应：_______________________________。六、常见化学电池3SOCl2＋8e—＝SO32—＋2S＋6Cl—8Li—8e—＝8Li＋8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S锌筒负正5．铅蓄电池（1）原电池反应为：负极：_______________________________，正极：_______________________________。总反应：_____________________________。（2）充电的电极反应为：阳极：_______________________________，阴极：_______________________________。总反应式为：____________________________。可以把上述反应写成可逆反应方程式：_______________________________________。六、常见化学电池PbO2＋4H＋＋SO42—＋2e—＝PbSO4＋2H2OPb＋SO42——2e—＝PbSO4Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2OPbSO4＋2H2O—2e—＝PbO2＋4H＋＋SO42—PbSO4＋2e—＝Pb＋SO42—Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O2PbSO4＋2H2O＝Pb＋2PbO2＋2H2SO4放电充电ChemPaster6．CH4燃料电池用金属铂片插入KOH溶液中做电极，在两极上分别通入CH4和O2。负极：________________________________，正极：________________________________。总反应式：____________________________。六、常见化学电池2O2＋4H2O＋8e—＝8OH—CH4＋10OH——8e—＝CO32—＋7H2OCH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O7．CH3OH燃料电池两个铂电极用导线连接插入电解质（KOH）溶液中，然后向两极分别通入CH3OH和O2。负极：________________________________，正极：________________________________。总反应式：____________________________。3O2＋6H2O＋12e—＝12OH—2CH3OH—12e—＋16OH—＝2CO32—＋12H2O2CH3OH＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O1．根据装置书写电极反应式（1）先分析题目给定的图示装置，确定原电池的正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。七、化学电源电极反应式的书写（2）电极反应式的书写①负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb＋SO42——2e—＝PbSO4②正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：电解质是碱性或中性：O2＋2H2O＋4e—＝4OH—电解质是酸性：O2＋4H＋＋4e—＝2H2O（3）正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2．给出总反应式，写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。七、化学电源电极反应式的书写以2H2＋O2＝2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。（1）根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2molH2失掉4mole—，初步确定负极反应为：2H2—4e—＝4H＋（2）根据电解质溶液为碱性，与H＋不能共存，反应生成水，推出OH—应写入负极反应式为：2H2＋4OH——4e—＝4H2O。（3）用总反应式2H2＋O2＝2H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O＋O2＋4e—＝4OH—。七、化学电源电极反应式的书写3．可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。（1）原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；（2）原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。第二节随堂练习参考答案1.D2.C3.C4.C5.