第2課時發展中的化學電源第二章第二節化學能與電能2020年上學期長沙市第十一中學高一化學學習目標1了解常用的化學電池2理解燃料電池的工作原理3了解研制新型電池的重要性基礎認知一、干電池1構造示意圖：2020年上學期長沙市第十一中學高一化學2工作原理和正負極：___為負極，發生氧化反應，_______為正極，發生還原反應。鋅石墨棒3特點：1一次電池，放電后_____充電。2便于攜帶，價格低。3若將電解質NH4Cl換成濕的OH，并在構造上改進，可以制成_____鋅錳電池。【聯想】現代生活中，應用更多的是堿性鋅錳電池。不能堿性基礎認知二、充電電池1特點：又稱_____電池，它在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態。二次2020年上學期長沙市第十一中學高一化學基礎認知2實例：【注意】實際應用中，充電電池的充放電次數仍有限制。電池類型負極正極電解質鉛蓄電池____________鎳鎘電池___NiO(OH)____鋰離子電池___PbPbO2H2SO4CdOHLi基礎認知2020年上學期長沙市第十一中學高一化學三、燃料電池1構造示意圖：2特點：燃料氣體和_____分別在兩個電極上反應將化學能轉化為電能。氧氣氫氧燃料電池甲烷燃料電池負極_____失電子_____失電子正極_____得電子電解質氫氧化鉀或硫酸氫氣甲烷氧氣3實例：【聯想】燃料電池中通入氧氣的電極為正極，通入可燃物的電極為負極。基礎認知2020年上學期長沙市第十一中學高一化學1下列幾種化學電池中，不屬于可充電電池的是A堿性鋅錳電池 B手機用鋰電池C汽車用鉛蓄電池 D玩具用鎳氫電池自我小測2下列有關電池的說法不正確的是A手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負極3已知空氣-鋅電池的電極反應為鋅片：n2OH--2e-===nOH2O；碳棒：O2H2O2e-====2OH-，據此判斷，鋅片是A正極，并被還原 B正極，并被氧化C負極，并被還原 D負極，并被氧化2020年上學期長沙市第十一中學高一化學4燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料燃燒原理把化學能直接轉化為電能。氫氧燃料電池的基本反應是極：O2gH2Ol2e-====2OH-；Y極：H2g2OH--2e-====2H2Ol。下列說法正確的是A是正極 BY是正極CY極發生還原反應 極5科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發電，電池負極反應為AH22OH--2e-====2H2OBO24H4e-====2H2O-====2HDO22H2O4e-====4OH-自我小測2020年上學期長沙市第十一中學高一化學1【解析】選A。A項，堿性鋅錳電池屬于一次電池，不屬于可充電電池，A正確；B項，手機用鋰電池屬于可充電電池，B錯誤；C項，汽車用鉛蓄電池屬于可充電電池，C錯誤；D項，玩具用鎳氫電池屬于可充電電池，D錯誤。2【解析】選B。可充電的電池稱為二次電池，A正確；銅鋅原電池中，鋅為負極，失去電子，電子沿導線流向銅極，B錯；同理D正確；甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能，C正確。3【解析】選D。在負極電極材料失去電子，發生氧化反應，在正極，得到電子，發生還原反應。所以根據電極反應式可確定鋅片是負極，失去電子被氧化。4【解析】選A。原電池中負極失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，原電池中正極得到電子，發生還原反應。A項，氧氣得到電子，則是正極，A正確；B項，氫氣失去電子，則Y是負極，B錯誤；C項，Y極是負極，發生氧化反應，C錯誤；D項，電子由Y極負極移向極正極，D錯誤。5【解析】選C。由題意知氫氣作負極被氧化，由于電解質溶液為H3PO4，所以H2轉變為H。自我小測2020年上學期長沙市第十一中學高一化學新型化學電源電極反應式的書寫方法1常見化學電源電極反應式：1普通鋅錳干電池如圖1。負極：n-2e-====n2正極：2MnO222e-====Mn2O32NH3H2O總反應：n2MnO22====n2Mn2O32NH3H2O核心突破2020年上學期長沙市第十一中學高一化學2鉛蓄電池如圖2。負極Pb：Pb-2e-====PbSO4正極PbO2：PbO24H2e-====PbSO42H2O總反應：PbPbO22H2SO4====2PbSO42H2O工作原理：放電時，二氧化鉛電極上發生還原反應，鉛電極發生氧化反應。充電時，二氧化鉛電極上發生氧化反應，鉛電極發生還原反應。核心突破2020年上學期長沙市第十一中學高一化學3氫氧燃料電池。酸性堿性負極2H2-4e-==4H+2H2+4OH--4e-==4H2O正極O2+4H++4e-==2H2OO2+2H2O+4e-==4OH-總反應2H2+O2==2H2O核心突破2020年上學期長沙市第十一中學高一化學2電極反應式的書寫：1原電池負極反應式的書寫。①較活潑金屬作負極時，電極本身被氧化。a若生成的陽離子不與電解質溶液反應，其產物可直接寫為金屬陽離子，如n-2e-====n2，Cu-2e-====Cu2。b若生成的金屬陽離子與電解質溶液反應，其電極反應為兩反應合并后的反應。如鉛蓄電池負極反應為Pb-2e-====PbSO4。②負極本身不反應氫氧酸性燃料電池，負極反應為H2-2e-====2H；氫氧堿性燃料電池，負極反應為H22OH--2e-====2H2O。2原電池正極反應式的書寫。書寫時總的原則是首先根據化合價變化或氧化性強弱判斷得電子的微粒；其次確定該微粒得電子后生成什么物質。如氫氧酸性燃料電池，正極反應為O24H4e-====2H2O氫氧堿性燃料電池，正極反應為O22H2O4e-====4OH-。核心突破2020年上學期長沙市第十一中學高一化學3一般電極反應式的書寫思路：核心突破2020年上學期長沙市第十一中學高一化學，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為2H2O2====2H2O，下列有關說法正確的是題組過關極22H2O4e-====4OH-C每轉移01mol電子，消耗標準狀況下224L的H2DH由a極通過固體酸電解質傳遞到b極【延伸探究】如果把電池中“固體酸燃料”改為“固體堿燃料”，則a極電極反應式為________。2020年上學期長沙市第十一中學高一化學2如圖所示是一個燃料電池的示意圖，當此燃料電池工作時，下列分析中正確的是2，b極通入O2，NaOH溶液作電解質溶液，則通H2的電極上發生的反應為H2-2e-====2H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質溶液，則通O2的電極上發生的反應為O24e-2H2O====4OH-2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質溶液，則溶液中的H向b極移動2，b極通入O2，NaOH溶液作電解質溶液，則溶液中的OH-向b極移動題組過關2020年上學期長沙市第十一中學高一化學動力電池，以溶解有氫氧化鉀的流動海水為電解液，電池反應為2Al3Ag2O2OH====6Ag2AlO2H2O，下列說法錯誤的是為電池的正極在電池反應中被氧化極極遷移題組過關2020年上學期長沙市第十一中學高一化學4干電池原理示意圖如下，電池總反應為n2===n22NH3↑H2↑，下列說法正確的是A碳為電池的正極極上發生還原反應2移向該電池的負極D反應22e-====2NH3↑H2↑在負極上發生題組過關2020年上學期長沙市第十一中學高一化學1【解題指南】解答本題要注意以下兩點：1根據氧化還原反應中氧化劑和還原劑確定兩極上反應物，從而確定電極反應；2注意關鍵信息“固體酸燃料電池”，正確判斷電極反應式。【解析】選D。由電極反應式可知，氫氣通入的一極為負極，氧氣通入的一極為正極，故a為負極、b為正極，電子應該是通過外電路由a極流向b極，A錯；B項，b極上的電極反應式為O24e-4H====2H2O，B錯；C項，負極反應為2H2-4e-====4H，每轉移01mol電子，則消耗005molH2，即消耗標準狀況下112LH2，C錯；D項，原電池中H從負極向正極移動，D正確。【延伸探究】如果把電池中“固體酸燃料”改為“固體堿燃料”，則a極電極反應式為________。提示：H22OH--2e-====2H2O。a極H2失去電子后生成的H與電解質OH-反應，電極反應式為H22OH--2e-====2H2O。題組過關2020年上學期長沙市第十一中學高一化學2【解題指南】解答本題時應注意以下兩點：1明確燃料電池的正負極。2書寫電極反應式時要考慮電解質溶液的環境。【解析】選C。A項，如果a極通入H2，b極通入O2，NaOH溶液作電解質溶液，則通H2的電極是負極，氫氣失去電子，發生的反應為H2-2e-2OH-====2H2O，A錯誤；B項，如果a極通入H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質溶液，則通O2的電極是正極，氧氣得到電子，發生的反應為O24e-4H====2H2O，B錯誤；原電池中，陽離子向正極b極移動，陰離子向負極a極移動，C正確，D錯誤。題組過關2020年上學期長沙市第十一中學高一化學3【解析】選C。A項，根據原電池工作原理，化合價升高，失電子的作負極，即鋁單質作負極，則Ag2O作電池的正極，故說法正確；B項，根據電池總反應，鋁的化合價升高，被氧化，故說法正確；C項，根據原電池工作原理，外電路電子從負極