常见化学电源

化学学案10 第二章化学反应与能量

第二节化学能与电能（第二课时）姓名：

【学习目标】

1、了解干电池、充电电池、燃料电池的工作原理。

2、能正确书写三类电池的电极反应及电池反应。

二、发展中的化学电源

(1)干电池（普通锌锰电池）

负极（Zn）：

正极（C）：2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑

总反应：

特点：a：一次性电池，不可逆。

b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命。

(2)充电电池

充电电池又称二次电池，放电时进行氧化还原反应，将能转化为能。

充电时可以逆向进行反应，将能转化为能。

①铅蓄电池：最早使用的电池是铅蓄电池。

负极（Pb）：

正极（PbO2）：

总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

②镍铬电池：体积小，方便携带，使用寿命比铅蓄电池长。

负极：正极：电解质溶液：

③锂电池：质量小，污染小。

负极：

(3)燃料电池

燃料电池与干电池和蓄电池的主要区别：

反应物质不是贮存在电池内部，而是用外加设备不断提供燃料。

所以，燃料电池的正负极均不参加反应，一般都是或。

电解质溶液可以是，也可以是。

①氢氧燃料电池

酸性环境：负极：

正极：

总反应式：

碱性或中性环境：负极：

正极：

总反应式：

②甲烷燃料电池：以KOH 溶液为电解质溶液 负极：

正极：

总反应式：

【课后练习】

1．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH 4Cl 和ZnCl 2作电解质(其中加入MnO 2吸收H 2)，电极反应式可简化为：

Zn －2e －===Zn 2＋，2NH ＋4＋2e －===2NH 3↑＋H 2↑(NH 3与Zn 2＋能生成一种稳定的物质)。

根据上述判断，下列结论正确的是( )

A ．Zn 为正极，碳为负极

B ．Zn 为负极，碳为正极

C ．工作时，电子由碳极经过外电路流向Zn 极

D ．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器

2．汽车的启动电源常用铅蓄电池。

其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：

PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O

根据此反应判断下列叙述中正确的是( )

A ．PbO 2是电池的负极

B ．Pb 是负极

C ．PbO 2得电子，被氧化

D ．电池放电时，溶液酸性增强

3．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a 、b 均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )

A ．a 极是负极，该电极上发生氧化反应

B ．b 极反应是O 2＋4OH －－4e －===2H 2O

C ．总反应方程式为2H 2＋O 2===2H 2O

D ．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

4．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )

A ．2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑

B ．2H 2＋O 2=====点燃

2H 2O

C ．Mg 3N 2＋6H 2O===3Mg(OH)2↓＋2NH 3↑

D ．CH 4＋2O 2=====点燃CO 2＋2H 2O

5．关于化学电源的叙述，错误的是( )

A ．最早使用的化学电池是锌锰电池

B ．在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应

C ．镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵

D ．燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源

6．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )

A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解质溶液，正极反应都为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －

B ．以NaOH 溶液为电解质溶液时，负极反应为：Al ＋3OH －－3e －===Al(OH)3↓

C ．以NaOH 溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的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

7．将镁片、铝片平行插入到一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，如图所示，该装置在工作时，下列叙述正确的是()

A．镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2＋

B．铝是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成

C．该装置的内、外电路中，均是电子的定向移动形成电流

D．该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜不必处理

8．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4

正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O

今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()

A．0.025 mol B．0.050 mol C．0.10 mol D．0.20 mol 9．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确

．．．的是()

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂

全部储藏在电池内的新型发电装置

10．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．Ag B．Zn(OH)2C．Ag2O D．Zn

１１．已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解他的作用。铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应可用下式表示：

Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O

据此判断下列叙述中正确的是()

A．放电时铅蓄电池负极的电极反应为：PbO2＋4H＋＋SO42－十2e＝PbSO4＋2H2O

B．充电时铅蓄电池阴极的电极反应为；PbSO4＋2e＝Pb2＋＋SO42－

C．用铅蓄电池来电解CuSO4溶液，要生成1．6g Cu，电池内部要消耗0．05mol H2SO4 D．铅蓄电池充电时，若要使3．03kgPbSO4转变为Pb和PbO2，需通过20mol电子

１２．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍

电池的总反应式是1

2

H NiO(OH)

2

Ni(OH)

2

。根据此反应式判断，下列叙述中正

确的是：（）

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原

D．电池放电时，H2是负极