人教版选修4第四章第二节化学电源.docx

人教版选修4：第四章第二节化学电源第二节 化学电源[ 课标要求 ]1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反响原理，会书写电极反响式1． 碱性锌锰电池的负极是 Zn，正极是 MnO 2，电解质溶液是 KOH 2．铅蓄电池是最常见的二次电池，正极是 PbO 2，负极是 Pb ，电解质溶液是H 2SO4 溶液3．氢氧燃料电池两类型：(1) 酸性电解质时：负极反响式： 2H 2－ 4e－ ===4H ＋ ；正极反响式： O2＋ 4H ＋ ＋ 4e－===2H 2O2) 碱性电解质时：负极反响式： 2H 2＋ 4OH － － 4e－ ===4H 2O；正极反响式： 2H 2O＋ O2＋ 4e－ ===4OH － 化学电池化学电池是将化学能变成电能的装置1． 化学电池的分类一次电池 普通锌锰电池、碱性锌锰电池化学电池 二次电池 铅蓄电池燃料电池 氢氧燃料电池2． 判断电池优劣的主要标准(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，－1或 (W·h) ·L－ 1单位是 (W·h) ·kg(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是－1 或 W·L－1。

W·kg(3)电池可储存时间的长短3． 化学电池回收利用废旧电池中含重金属和酸碱等有害物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源1．以下说法中，不正确的选项是 ( )A．化学电池是将化学能转变成电能的装置B．化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C．化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护D．废旧电池可以随意丢弃解析： 选 D 废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收处理2．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．为了利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析： 选 B 废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理一次电池1． 碱性锌锰电池(1) 根本构造：(2) 工作原理：负极反响： Zn ＋ 2OH － － 2e－ ===Zn(OH) 2；正极反响： 2MnO 2＋ 2e－ ＋ 2H 2 O===2MnOOH ＋ 2OH － ；总反响： Zn ＋ 2MnO 2＋ 2H2O===2MnOOH ＋ Zn(OH) 2。

3) 性能优点：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2． 锌银电池(1) 根本构造：(2) 工作原理：负极反响： Zn ＋ 2OH － － 2e－ ===Zn(OH) 2；－＋ H 2O===2Ag ＋ 2OH－；正极反响： Ag 2O＋ 2e总反响： Zn ＋Ag2O＋ H 2O===Zn(OH) 2＋ 2Ag3) 电池特点：比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电3． 锂电池(1) 根本组成：负极：锂，正极： MnO 2、 CuO 、 FeS2 等，电解质：非水溶剂2) 特点：比能量高、电压高、工作温度宽，可储存时间长[特别提醒 ] 判断某电极发生反响的物质时， 除考虑在该电极上得 (或失 )电子的物质外，还要考虑得 (或失 )电子后形成的新物质是否会和电解质溶液中的离子发生反响1．普通锌锰干电池在放电时电池总反响方程式可以表示为Zn ＋ 2MnO2＋ 2NH＋24 ===Zn＋＋ Mn 2O3＋ 2NH 3＋ H 2O在此电池放电时，正极 (碳棒 )上发生反响的物质是()A． MnO 2 和 NH 4＋B． Zn 2＋ 和 NH 4＋C． ZnD．碳棒解析： 选 A在电池的正极上发生的是得电子的复原反响，是电池总反响中氧化剂发生反响的电极。

由普通锌锰干电池的总反响式可知，MnO 2 与 NH 4＋ 发生的反响为正极反响2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反响式为Zn (s)＋ 2MnO 2(s)＋ 2H 2O(l)===Zn(OH) 2(s)＋2MnOOH(s) ，以下说法错误的选项是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反响式为－－2MnO 2(s)＋ 2H 2O(l) ＋ 2e ===2MnOOH(s) ＋ 2OH (aq)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 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少6.5 g解析： 选 C由所给的电池总反响式可知，电池工作时，每有1 mol Zn 参加反响，那么会有 2 mol 电子从负极 Zn 经外电路流向正极，并在正极发生反响：2MnO 2(s)＋ 2H 2O(l) ＋－－2e ===2MnOOH(s) ＋ 2OH (aq)外电路每通过 0.2 mol 电子， Zn 的质量减少 6.5 g二次电池 以铅蓄电池为例1． 根本构造2． 组成负极： Pb，正极： PbO 2，电解质： H 2SO4 溶液。

3． 工作原理(1) 放电过程 (原电池原理 )：负极： Pb(s)＋ SO42－－(aq)－ 2e ===PbSO 4(s)；＋－－正极： PbO 2(s)＋ 4H(aq)＋ SO42(aq)＋ 2e ===PbSO4(s)＋ 2H 2O(l) ；总反响： Pb(s)＋ PbO2(s)＋ 2H 2SO4(aq)===2PbSO 4(s)＋ 2H 2O(l) 2) 充电过程：－－阴极： PbSO4(s)＋ 2e ===Pb(s)＋ SO42(aq)( 发生复原反响 )；－＋－阳极： PbSO4(s)＋ 2H 2O(l) － 2e ===PbO 2(s)＋ 4H(aq)＋ SO42(aq)(发生氧化反响 )；总反响： 2PbSO 4(s)＋ 2H 2O(l)===Pb(s) ＋ PbO 2(s)＋ 2H 2SO4(aq)4． 铅蓄电池的优缺点(1) 优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、平安可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛2) 缺点：比能量低、笨重，废弃电池污染环境铅蓄电池的充、放电过程：Pb(s)＋ PbO 2(s)＋ 2H 2SO4(aq)放电2PbSO 4(s)＋ 2H 2O(l) 。

充电(1) 铅蓄电池放电时，正极区域溶液的pH 是如何变化的？提示： 铅蓄电池放电时，正极反响式为PbO2＋ 4H ＋ ＋ SO42－ ＋ 2e－ ===PbSO4＋ 2H 2O，反应消耗 H＋＋，故 c(H)下降， pH 升高2) 铅蓄电池放电时， 两极发生什么反响？充电时两极发生什么反响？据此， 在充电时，怎样连接电源的两极？提示： 放电时，负极发生氧化反响，正极发生复原反响；充电时，阴极发生复原反响，阳极发生氧化反响；铅蓄电池在充电时，负极接电源负极，正极接电源正极1．二次电池在充电时，正、负电极上发生的反响正好与放电时发生的反响相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接2．充电时发生的电极反响和总反响是放电时发生的反响的逆过程3．可充电电池复杂电极反响式的书写方法第一步： 先标出放电 (原电池 )总反响式中变价元素的化合价， 确定电子转移的方向与数目，指出参与负极和正极反响的物质如铅蓄电池中：第二步：写出一个比拟容易书写的电极反响式，书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存如铅蓄电池的负极反响式为 Pb＋ SO24－ － 2e－ ===PbSO 4。

第三步：在电子守恒的根底上，用总反响式减去写出的电极反响式，即得另一极的反应式如铅蓄电池的正极反响式可用总反响式－负极反响式得到，＋－－ (Pb＋ SO42－－即 Pb＋ PbO 2＋ 4H＋ 2SO42－ 2e )===2PbSO 4＋ 2H 2O－ PbSO4，整理得： PbO2＋ 4H ＋ ＋ SO24－ ＋ 2e－ ===PbSO4＋ 2H 2O1．镍镉 (Ni- Cd) 可充电电池在现代生活中有广泛应用某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液，其充、放电按下式进行：放电Cd(OH) 2＋ 2Ni(OH)Cd＋ 2NiOOH ＋ 2H 2O 充电2有关该电池的说法正确的选项是 ( )－＋ OH－A．充电时阳极反响： Ni(OH) 2－ e===NiOOH ＋ H 2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的 OH － 向正极移动解析： 选 A 由总反响可知，放电时，负极Cd 发生氧化反响： Cd－ 2e－ ＋ 2OH －===Cd(OH) 2，负极碱性变弱，C 项错误；正极反响为2NiOOH ＋ 2e－ ＋ 2H 2O===2Ni(OH) 2＋ 2OH －，放电时， OH －由正极向负极移动， D 项错误；充电时，电能转化为化学能，。