人教版高中化学选修4学案-4.2化学电源

第四章电化学基础

第二节化学电源

【考纲要求】

了解常见化学电源的种类及其工作原理。

【自主学习】

阅读课本P74---P78，思考并完成以下预习内容。

1．请写出碱性锌锰电池和氢氧燃料电池（电解液为KOH溶液）的电极反应式。

2.简述锌锰电池和铅蓄电池的优缺点。

3.回收废旧电池的意义是什么？

4.化学电源电极反应遵循最基本的规律是什么？

5.二次电池充放电过程有何本质区别？蓄电池经多次充放电后需要给蓄电池补充硫酸吗？

【考点突破】

考点一：化学电池电极反应式的书写

例1 有一种纸质软电池，该电池采用薄层纸片作为载体和传导体，一面附着锌，另一面附着二氧化锰。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，关于此电池，下列说法正确的是()

A．该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2为催化剂

B．该电池的正极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－

C．放电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn

D．电池工作时OH－通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动

例2 研究人员发明了一种“海水”电池，其电池总反应可表示为

5MnO2＋2Ag＋2NaCl====Na2Mn5O10＋2AgCl 下列有关说法正确的是()

A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl

B．电子从电源的正极经外电路流向负极

C．Na＋不断向“海水”电池的负极移动

D．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

反馈练习1高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH

下列叙述不正确的是()

A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO42-＋4H2O

C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D ．放电时正极附近溶液的碱性增强

反馈练习2 生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状

的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：

2PbSO 4＋2H 2O PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4

下列对铅蓄电池的说法错误的是( )

A ．需要定期补充硫酸

B ．工作时铅是负极，PbO 2是正极

C ．工作时负极上发生的反应是Pb －2e －＋SO 42-===PbSO 4

D ．工作时电解质溶液的密度减小

考点二：常见的化学电源

例3 一种用甲醇、氧气和强碱溶液制成的手机电池，可连续使用一个月，其

电池反应为：2CH 3OH ＋3O 2＋

4OH － ⇌ 2CO 32-＋6H 2O ，则下列有关说法正确的是( )

A ．放电时CH 3OH 参与反应的电极为正极

B ．放电时负极的电极反应为CH 3OH ＋8OH －－6e －=== CO 32-＋6H 2O

C ．标准状况下，通入5.6 L O 2并完全反应后，有0.5 mol 电子转移

D ．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH 降低

例4 一种新型乙醇电池用磺酸类质子做溶剂，比甲醇电池效率高出32倍。电

池示意图如图所示：电池总反应为C 2H 5OH ＋3O 2===2CO 2＋3H 2O 。下列对该电池

的说法正确的是( )

A ．b 极为电池的负极

B ．电池工作时电子由b 极沿导线经灯泡再到a 极

C ．1 mol 乙醇被氧化转移6NA 个电子

D ．电池正极的电极反应为4H ＋＋O 2＋4e －===2H 2O

反馈训练3 镁燃料电池作为一种高能化学电源，具有良好的应用前景。下图

是镁－空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是( )

A ．该电池Mg 做负极，发生还原反应

B ．该电池的正极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －

C ．电池工作时，电子通过导线由碳电极流向Mg 电极

D ．当电路中通过0.2 mol 电子时，消耗的O 2体积为1.12 L

【考点巩固】

1.

电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对

人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )

A ．原电池反应均是自发的氧化还原反应

B ．氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化

C ．氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置

D ．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加

2. 燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作

燃料电池的燃料，其中最环保的是( )

A ．甲醇

B ．天然气

C ．液化石油气

D ．氢气 充电 放电

3．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH －4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，下列有关说法正确的是()

A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动

B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气

C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O

D．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

4．某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法不正确的是()

A．工作时电极b作正极，O2－由电极b流向电极a

B．负极的电极反应式为：CO＋O2－－2e－=== CO2

C．当传感器中通过2×10－3 mol电子时，通过的尾气中含有2.24 mL CO

D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

5．糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()

A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期

B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe－3e－=== Fe3＋

C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为：2H2O＋O2＋4e－=== 4OH－

D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)

6．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO 4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

下列有关说法正确的是()

A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2

B．放电过程中，Li＋向负极移动

C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb

D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

7．某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－x CoO2＋Li x C6 === 6C＋LiCoO2，其电池如图所示。下列说法不正确的是()

A．放电时，Li x C6发生氧化反应

B．充电时，Li＋通过交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池的正极反应为

Li1－x CoO2＋xLi＋＋xe－=== LiCoO2

8．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：

(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式

为：。