第二课时 化学电源

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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。

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