二次电池

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4.某化学兴趣小组为了探索 Al 电极在原电池中的作用,设计并进行 了以下一系列的实验,实验结果记录如下:
编号 1 2 3 电极材料 Mg Al Al Cu Mg Al 电解质溶液 稀盐酸 稀盐酸 NaOH 溶液 电流计指针偏转方向 偏向 Al 偏向 Cu 偏向 Mg
根据上表中的实验现象完成下列问题: (1)实验 1、2 的 Al 所作的电极是否相同? 中金属铝作正极还是负极与
解析：电池工作时，锌作负极，失去电 子，负极电极反应式为： Zn+2OH-+2e-===Zn(OH)2 在外电路，电子由负极流向正极，通过 0.2mol电子，锌消耗0.1mol，其质量减少6.5g
2、市场上经常见到的标准为Li-ion的电池称为 “锂离子电池”，电解质为一种能传导Li+的 高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式 为Li0.35NiO2 放电充电 2Li0.85NiO2,下列说法 不正确的是（ ） A.放电时负极的电极反应：Li-e-===Li+ B.充电时， 2Li0.85NiO2既发生氧化反应由发生 还 原反应 C.该电池不能用水溶液作为电解质 D.发电过程中Li+向负极移动
3.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-+2OHZn(OH)2 B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OHFeO4 +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 解析:根据题给总反应式,高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子, 被氧化;高铁酸钠在正极得到电子,被还原。充电时,阳极上氢氧化铁 转化成高铁酸钠。放电时正极附近生成 OH-,碱性要增强。 答案:C
2．碱性蓄电池
这类电池的寿命一般比铅蓄电池长很多，且携带很方 便。
五、燃料电池
1．燃料电池与一般化学电池的区别 (1)一般化学电池的活性物质储存在电池内部， 从而限制了电池的容量。 (2) 燃料电池的电极本身不包含活性物质，只 是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化 剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行 反应，生成物不断地被排除，电池可以连续 不断地提供电能。
2．氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池，主 要用于航天领域。其电极材料一般为活化电 极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性 炭电极等。 电解质溶液一般为40% KOH溶液。
电极反应式如下： 负极：2H2－4e－===4H＋， 正极： O2＋4H＋＋4 e－===2H2O， 总反应式：2H2＋O2===2H2O。 除了氢氧燃料电池外，甲烷、煤气等 燃料，空气、氯气等氧化剂也可以作为燃 料电池的原料。电解质可以呈酸性，也可 以呈碱性。
化学电池
一、概念：将化学能直接转化为电能的 装置叫化学电池。 化学电源的主要部分是电解质溶液和浸 在溶液中的正极和负极，使用时将两极 用导线接通，就有电流产生，因而获得
电能。
二、分类
一次电池（如普通的锌锰电 池——干电池） 二次电池（如铅蓄电池）
燃料电池（如氢氧燃料电池）
2.化学电源
三、常见的一次电池
4．锂电池 锂电池是负极为Li的电池(正极可以是 MnO2、CuO、FeS2等)，锂电池是一种微型电 池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电 解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰 氯(SOCl2)中组成。
电极反应式如下： 负极：8Li－8e－=== 8Li＋； 正极：3SOCl2＋8e－===SO＋2S↓＋6Cl－； 电池总反应式为： 8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S↓。 锂电池是一种高能电池，它具有比能量高、 电压高、工作温度宽和可储存时间长等优点，因 而已用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上， 以及作为火箭、导弹等的动力电源。
3．燃料电池的优点 (1)能量转化率高。燃料电池的能量转化率超 过80%，远高于普通燃烧过程(能量转换率仅 30%多)。 (2)污染小。如氢氧燃料电池产物为水，不污 染环境。燃料电池发电站排放废弃物少，运 行时噪音低，被称为“绿色”发电站。
六、应用与迁移
1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用，锌锰碱性电池以钾溶液为电解液，电 池总反应为：Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MOOH,下 列说法错误的是（ ） A.电池工作时锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为： 2e-+2MnO2+2H2O===2OH-+2MOOH C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少 6.5g
2.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。 有一种银锌电池,其电极 分别是 Ag2O 和 Zn,电解质溶液为 KOH 溶液,电极反应 为:Zn+2OH--2eZn(OH)2;Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH-。 根据上 述电极反应,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 增大 B.在使用过程中,电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 C.Zn 电极发生还原反应,Ag2O 电极发生氧化反应 D.Zn 是负极,Ag2O 是正极 解析:根据原电池原理:负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子 发生还原反应,可以判断该原电池中 Zn 为负极,Ag2O 为正极;根据电 极反应可以得知负极区溶液的 pH 减小,故 A、 C 错误;电子是从负极 沿导线流入正极,故 B 错误。 答案:D
1．干电池——普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央 的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒 的周围由内向外依次是： A、二氧化锰粉末(黑色)——用于吸收在正极 上生成的氢气(以防止产生极化现象)； B、用饱和氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解 质溶液。
电极反应式为： 负极(锌筒)：Zn－2e－===Zn2＋ 正极(石墨)：2NH＋2e－===2NH3＋H2↑ H2＋2MnO2===Mn2O3＋H2O 总反应式为：
Zn＋2NH4+＋2MnO2===Zn2＋＋2NH3＋Mn2O3＋H2O。
2．碱性锌锰电池 碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好， 它的比能量和可储存时间均有提高，适用于 大电流和连续放电，是民用电池的升级换代 产品之一。
3．锌银纽扣电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正 极壳和负极壳组成，形似纽扣(俗称纽扣电池)。 盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组 成的正极活性材料，负极壳一端填充锌汞合 金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓 溶液。 这种电池比能量大、电压稳定，储存时 间长，适宜小电池连续放电，常制成纽扣式 微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计 算器和其他微型电子仪器。
解析：在负极上，Li从零价升至正价失 去电子，A正确；充电时，反应物只有一种， 既发生氧化反应又发生还原反应，B正确；由 于Li可以与水反应，故电解质应为非水材料， C正确；原电池中阳离子应迁移至正极，故D 错误
七、当堂检测
1、下列叙述正确的是（ ） (1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置 (2)原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 (3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置 均可实现 (4)碳棒不能用来做原电池的正极 (5)反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，能以原电池的形式来实 现 A、 (1) (5) B、 (1) (4) (5) C、 (2) (3) (4) D、 (2) (5)
四、常见的二次电池
1．普通铅蓄电池 铅蓄电池可以放电也可以充电，一般用 硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液 的泄漏)；设有多层电极板，其中正极板上有 一层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金 属铅，正、负电极之间用微孔橡胶或微孔塑 料板隔开(以防止电极之间发生短路)； 两极均浸入到稀硫酸溶液中。
,由此说明在原电池 有关。
源自文库
(2)写出实验 2 中的电极反应和电池总反应方程式。
铝电极 铜电极 电池总反应
(3)实验 3 中的铝作正极还是负极?
,为什么?
。
5.铅蓄电池是化学电源,它工作时的电池总反应为:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。试回答: (1)蓄电池负极的电极材料是 。 (2)工作时该蓄电池正极的电极反应式是 。 (3)铅蓄电池工作时,电解质溶液的密度 ,pH (填“减小”“增大”或“不变”)。