2020年高一化学人教必修二同步导学案：2.2 第二课时《发展中的化学电源》

2020年高中化学必修二同步导学案：——发展中的化学电源【分点突破】常见的化学电源1．锌锰干电池(1)MnO 2和NH 4Cl ，NH 4Cl(2)正极反应为2MnO 2＋2NH ＋4＋2e －===Mn 2O 3＋2NH 3↑＋H 2O 。

(3)缺陷与改进缺陷：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致内的电解质NH 4Cl 换成湿的KOH2．充电电池(1)充电电池又称11二次电池。

充电电池在放电时所进行的12氧化还原反应，在充电时又13逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。

充电电池中能量的转化关系是化学能放电充电电能。

(2)常见的充电电池14Pb，正极是15PbO2，电解质溶液是16硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。

17Cd为负极，18NiO(OH)为正极，以19KOH为电解质，20长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，21污染环境。

22Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。

23锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。

3．燃料电池(1)原反应，将化学能直接转化为(2)(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。

【归纳总结】1．电极反应式的书写(1)负极反应式的书写①活泼金属作负极时，本身被氧化：若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋；若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“金属失电子的反应式”与“阳离子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。

如：Mg－Al(KOH)原电池，负极反应式：Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4。

②负极材料本身不反应时，常见书写方法：H 2－O2(H2SO4)燃料电池，负极反应式为H2－2e－===2H＋；H 2－O2(KOH)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。

(2)正极反应式的书写首先，根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种微粒得电子。

其次，确定该微粒得电子后变成哪种形式。

如H2­O2(H2SO4)原电池，正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O；H 2­O2(KOH)原电池，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

2．原电池反应式的书写两电极反应式，得失电子数相等时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。

【对点训练】1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。

( )(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。

( )(3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化。

( )(4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅。

( )答案：(1)×(2)×(3)√(4)×2．(2019·青岛黄岛区高一检测)下列电池工作时，O2在正极得电子的是( )3.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。

某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO－2D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋[解析] 根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可知，Li失去电子生成Li＋被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。

[答案] B4．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。

(1)负极材料是________，电极反应为______________。

(2)正极材料是________，电极反应为__________________。

解析：以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。

正极的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；负极的反应为2Zn－4e－===2Zn2＋。

答案：(1)锌2Zn－4e－===2Zn2＋(2)铂O2＋2H2O＋4e－===4OH－5．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O2＋4OH－－4e－===2H2OC．总反应方程式为2H2＋O2===2H2OD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析：选B A项，a极通H2为负极，电极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，发生氧化反应；B项，b极通O2为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；C项，正负极电极反应式相加得总反应为2H2＋O2===2H2O；D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。

6．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．防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析：选B 回收电池的主要目的是防止对环境的污染。

7．下列有关电池的说法不正确的是( )A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极解析：选B 电池中电子由负极流向正极，B项电子应从Zn电极流向Cu电极。

9．(2019·灌云高一检测)已知空气－锌电池的电极反应为锌片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；碳棒：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

据此判断，锌片是( )A．正极，被还原B．正极，被氧化C．负极，被还原D．负极，被氧化答案：D10．下列化学电池不易造成环境污染的是( )A．氢氧燃料电池B．锌锰电池C．镍镉电池D．铅蓄电池答案：A11．对化学电源的叙述正确的是( )A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为可充电电池解析：选A 由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。

12．酸性锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。

在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质为( )A．Zn B．碳棒C．MnO2和NH＋4D．Zn2＋和NH＋4解析：选C 原电池正极上发生还原反应，铵根离子得到电子被还原得氢气，氢气被二氧化锰氧化得水。

13．铅蓄电池放电时，PbSO4( )A．在正极上生成B．在负极上生成C．在两个电极上生成D．在两极上消失解析：选C 在铅蓄电池两极上都有难溶的PbSO4生成。

14．镍氢电池的总反应式是H2＋2NiO(OH)放电充电2Ni(OH)2，根据此反应式判断，此电池放电时，负极发生反应的物质是( ) A．NiO(OH) B．Ni(OH)2C．H2D．H2和NiO(OH)解析：选C 电池放电时，负极发生氧化反应，即失去电子，化合价升高的物质作负极或在负极上反应。

15．下列说法正确的是( )A．碱性锌锰电池是二次电池B．铅蓄电池是一次电池C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生D．燃料电池的活性物质储存在电池内解析：选C 碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是不断被输入。

16．如图为生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是( )A．电池内部含有电解质B．锌是负极，石墨棒是正极C．电池用完后可埋入土壤D．锌锰干电池是一次性电池解析：选C 锌锰干电池是一次性电池，负极材料是Zn，正极材料是石墨棒，电解质溶液是NHCl糊。

因为废电池中含有多种重金属、酸、碱等4有害物质，随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大，故应对废电池进行集中处理，不能埋入土壤。