第二课时 化学电源

第三单元：化学能与电能的转化
第二课时：化学电源
【学习目标】
1、了解常见电池的组成和应用；
2、了解新型燃料电池组成和工作原理；
3、了解化学与人类生产、生活的密切关系。

【复习巩固】
1.原电池构成条件：⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极； ⑵电极材料均插入电解质溶液中；⑶两极相连形成闭合电路；（4）有自发进行的氧化还原反应。

2．电极判断方法：①根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；②根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；③根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；④根据溶液中离子的移动方向判断：阳离子移向的为正极，阴离子移向的为负极。

⑤根据电极的反应现象判断：一般溶解的为负极，增重或有气泡生成的为正极。

3.电极反应：正极（活泼性较弱的）：发生还原反应，流入电子；负极（活泼性较强的）：发生氧化反应，流出电子。

电子在 电路沿导线从负极流向正极。

【知识梳理】 一、化学电源
1.化学电源：
2.化学电源可分为 、 ；
其中一次电源是指 ，
二次电源是指： 。

二、常见电源的组成与反应原理
1．一次电池
（1）碱性锌锰干电池
碱性锌锰干电池的负极为锌，正极为金属棒，则电极反应和电池反应为：
负极： 正极：
电池反应为：
特点及应用：
（2）银锌纽扣电池
银锌纽扣电池的电极分别是Zn 和Ag 2O ，电解质溶液是KOH 溶液，电池反应的产物是ZnO 和Ag ，则其电极反应和电池反应为：
负极： 正极：
命制：黄志华 曹晓莉 校对：王子凯 杨春飞 审核：王志明 穆新平
电池反应为：
特点与应用：
2.二次电池
（1）铅蓄电池
铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的电极反应为：
负极：正极：
放电时总反应方程式：Pb+Pb02+2H2S04=2PbS04+H2O
特点及应用：
（2）镍氢蓄电池
正极材料：泡沫氧化镍，负极材料：贮氢合金。

电解质是氢氧化钾溶液。

放电时电极反应式为：
负极：
正极：
电池总反应式：
特点及应用：
3.燃料电池
燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。

（1）氢氧燃料电池
酸式：负极反应式为，正极反应式为
总反应式：
碱式：负极反应式为，正极反应式为
总反应式：
特点及应用：
（2）甲烷燃料电池
甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极反应为：
正极：负极：
总反应式：
2
3
特点及应用：
【巩固练习】
1.有一种银锌电池，其电极分别是：Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH ，电极反应为：
Zn+2OH --2e -=ZnO+H 2O ； Ag 2O+H 2O+2e -=2Ag+2OH -，总反应式：Ag 2O+Zn=ZnO+2Ag
根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是： （ ）
A.在使用过程中，电池负极区溶液的PH 减小；
B.在使用过程中，电子由Ag 2O 极流向Zn 极；
C.Zn 是负极，Ag 2O 是正极；
D.Zn 极发生还原反应，而Ag 2O 极发生氧化反应。

2.铅蓄电池的两极分别为Pb 、PbO 2，电解质溶液为H 2SO 4，工作时的反应为：
Pb ＋PbO 2＋２H 2SO 4＝＝２PbSO 4＋２H 2O ，下列结论正确的是 （ ）
A ．P ｂ为正极被氧化
B ．溶液的pH 不断减小
C ． 2
4SO 只向PbO 2处移动 D ．电解质溶液pH 不断增大
3.★★将洁净的金属片A 、B 、C 、D 分别放置在浸有盐溶液的
滤纸上面并压紧（如右图所示）。

在每次实验时，记录电
压表指针的移动方向和电压表的读数如下；
已知：构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。

请依据表中数据
判断：
（1）_______金属可能是最强的还原剂；________金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。

（2）若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH 溶液浸润，则在滤纸上能看到的蓝色沉淀析出的是_______(填字母)金属。

其对应的原电池的电极反应式为：
负极 ，正极 。

【思维训练】
1.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它物品
D ．回收其中石墨电极
2.常用的锌锰干电池在放电时总反应Zn(s)+2MnO 2(s)+2NH 4+=Zn 2++Mn 2O 3+2NH 3+H 2O 放电正极
区发生反应的物质或粒子是 ( )
A. Zn
B. MnO 2
C. MnO 2和NH 4+
D. Zn 2+和NH 3
3.Li-Cd 电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:
充电
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O
由此可知,该电池放电时的负极材料是 ( )
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)
4.据报道，美国在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的
特点其电池反应为：2Zn + O2 = 2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确
的是（）
A.锌为正极，空气为负极反应
B.负极还原反应，正极氧化反应
C.负极的电极反应为：Zn – 2 e- + 2OH- = ZnO + H2O
D.电池工作时溶液的pH降低
5.铅蓄电池放电时发生反应:负极Pb+SO42—-2e-=PbSO4正极
PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 若在放电时转移0.05mol电子,则铅蓄电池内消耗硫酸物
质的量为 ( )
A.0.05mol
B. 0.025mol
C. 0.25mol
D. 0.1mol
6.将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，即构成甲烷燃料电
池，已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O;
通入氧气的另一极，其电极反应式是2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-, 下列叙述正确的是 ( ) A．通入甲烷的电极为正极
B．正极发生氧化反应
C．该电池使用一段时间后应补充氢氧化钾
D．燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动
7.航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境的优点，氢—氧燃料
电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为：
2H2 + O2 = 2H2O, 酸式氢—氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2H2— 4e- = 4H+，
则其正极反应为，碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其
正极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,则其负极反应为
8.熔融盐燃料电池具有较高的发电效率.可用Li2CO3, Na2CO3,的熔融盐混合物作电解
质,CO为阳极燃气,空气与二氧化碳的混合气为阴极燃气,制得在650℃下工作的燃料电池.
完成有关的电极反应式.阳极反应式:2CO+2CO32-=4CO2+4e-.则阴极反应式
总反应式 .
9.在由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中，若铜片上放出3.36L(标准状况下)
的H2,H2SO4恰好用完,则产生这些气体消耗的Zn的质量为多少?原稀H2SO4的物质的量浓度
为多少?
4。