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
原电池的电极反应式练习完成下列原电池的电极反应式和电池总反应式
1、锌-铜H2SO4原电池
负极：
正极：
总反应式：
2、总反应式：Fe+2FeCl3=3Fe Cl2
负极：
正极：
3、锌锰干电池
负极：
正极：
总反应式：Zn+2MnO2+2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3 +H2O 4、铅蓄电池（酸性电池）
负极：
正极：
总反应式：
５、氢氧燃料电池（38%KOH溶液）
负极：
正极：
总反应式：
６、氢氧燃料电池（98%H3PO4溶液）
负极：
正极：
总反应式：
７、甲烷燃料电池（碱性电池）
负极：
正极：
总反应式：。