第06讲 化学电源【精品讲义】 (1).docxVIP

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第06讲化学电源

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课程标准

课标解读

1．了解化学电源的分类。

2．了解常见的化学电源及其工作原理。

3．了解化学电源的广泛使用及对环境的影响。

1．能从宏观与微观结合的视角对电池及其变化进行分类和表征。能运用相关的化学用语说明各类电池的有关变化，能分析电池中的物质变化和伴随发生的能量转化与电池结构之间的关系。

2．根据实验方案，独立完成氢氧燃料电池的实验，收集实验证据，能用数据、图标、符号等处理实验信息，基于现象进行分析并得出结论，交流自己的探究成果。

3．了解化学电源的广泛应用及废旧电池对环境的危害，在实践中逐步形成保护环境的观念。

知识精讲

知识精讲

知识点01化学电源的分类

【即学即练1】下列电池属于一次电池的是（）。

A．锌锰干电池B．铅蓄电池C．锂电池D．氢氧燃料电池

知识点02常见电池

1．锌锰干电池

项目

酸性锌锰干电池

碱性锌锰干电池

电极

______作负极，______作正极

电解质

氯化铵和氯化锌

氢氧化钾

电极反应

负极

Zn－2e－＝Zn2+

Zn+2OH－－2e－＝ZnO+H2O

正极

2NHeq\o\al(＋,4)+2e－＝2NH3+H2

MnO2+2H2O+2e－＝Mn（OH）2+2OH－

电池反应

Zn+2NH4Cl＝ZnCl2+2NH3+H2

Zn+MnO2+H2O＝ZnO+Mn（OH）2

2．铅蓄电池

（1）电极材料

（2）电解质溶液：____________溶液

（3）电极反应和总反应

（4）特点：性能优良，价格便宜，可多次充放电；单位重量的电极材料释放的电能小。

3．氢氧燃料电池

（1）电极反应及电池反应

项目

酸性燃料电池

碱性燃料电池

电极

石墨电极材料

电解质

磷酸等酸性溶液

______溶液

电极反应

负极

____________

________________________

正极

__________________

________________________

电池反应

2H2+O2＝2H2O

（2）特点：能量利用效率高、可连续使用、排放污染物少。

【特别提醒】燃料电池的两电极不参与反应，而是燃料（还原性气体或液体）和氧气分别在两极发生反应。

【即学即练2】下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（）。

A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏

C．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g

D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

能力拓展

能力拓展

考法01二次电池

【典例1】（2022·广东省等级考）科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2e－+2Na+Na3Ti2（PO4）3。下列说法正确的是（）。

A．充电时电极b是阴极

B．放电时NaCl溶液的pH减小

C．放电时NaCl溶液的浓度增大

D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g

【知识拓展】二次电池工作原理

1．二次电池放电时是原电池，而充电时是电解池；二次电池的充放电过程相反。

2．当蓄电池充电时就是通直流电，蓄电池的正极与外接直流电源的正极相连，作阳极；蓄电池的负极与外接直流电源的负极相连，作阴极。可简单记忆：负接负，正接正。

3．阳极连正极，阴极连负极，电极反应和电极反应式相反，充放电时电极互变

（1）充电时，阳极变成正极，阴极变成负极

（2）放电时，正极变成阳极，负极变成阴极

考法02燃料电池

【典例2】（2021·山东省等级考）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH－O2、N2H4－O2、（CH3）2NNH2－O2清洁燃料电池，下列说法正确的是（）。

A．放电过程中，K+均向负极移动

B．放电过程中，KOH物质的量均减小

C．消耗等质量燃料，（CH3）2NNH2－O2燃料电池的理论放电量最大

D．消耗1molO2时，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L

【知识拓展】燃料电池

1．燃料电池的电极材料

（1）可燃物在负极上发生氧化反应，如氢气、甲烷、乙醇等还原剂

（2）助燃物在正极上发生还原反应，如氧气、氯气等氧化剂

2．燃料电池电极反应的产物

（1）含碳燃料的氧化产物

正常产物

酸性

碱性

碳酸盐溶液

熔融碳酸盐

O2－

CO2

CO2

CO32－

HCO