高中化学 1.3.2化学电源 学案 鲁科版选修4.doc

第2课时化学电源[目标要求]1.了解常见化学电源的种类。2.掌握常见化学电源的工作原理。一、化学电源1．根据原电池的反应原理人们设计和生产了多种化学电源包括一次电池、可充电电池和燃料电池等。可充电电池也称为二次电池。可充电电池放电时是一个原电池充电时是一个电解池。锂电池是一种高能电池。2．目前常见的一次锌锰干电池分为酸性和碱性两种。碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越它单位质量所输出的电能多能提供较大电流并连续放电。碱性锌锰电池的负极是锌粉正极是二氧化锰和石墨电解质溶液是KOH溶液。其电极反应为：负极：Zn＋2OH－―→ZnO＋H2O＋2e－正极：MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－总反应为：Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2。3．铅蓄电池是常见的二次电池。它由两组栅状极板交替排列而成正极板上覆盖有PbO2负极板上覆盖有Pb电解质溶液是30%H2SO4溶液。放电时电极反应：负极：Pb＋SOeq\o\al(2－4)―→PbSO4＋2e－正极：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－4)＋2e－―→PbSO4＋2H2O放电时总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。铅蓄电池充电时电极反应：阴极：PbSO4＋2e－―→Pb＋SOeq\o\al(2－4)阳极：PbSO4＋2H2O―→PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－4)＋2e－充电时总反应式：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。可见充电过程和放电过程是可逆的可用一个反应表示为：Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O。4．氢氧燃料电池正极通入O2负极通入H2。其电极反应为负极：2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－正极：O2＋4e－＋2H2O―→4OH－总反应：2H2＋O2===2H2O。燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料的燃烧的能量转换效率。二、废旧电池的危害及处理1．危害废弃电池中的重金属和酸碱等有害物质会造成土壤和水污染会对生态环境和人体健康造成很大危害。2．回收利用(1)回收重金属；(2)回收填充材料；(3)对无用物质集中进行无害处理。知识点一化学电池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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2下列说法中错误的是()A．电池工作时锌失去电子B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－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答案C解析本题要求利用原电池的原理分析碱性锌锰电池：锌为负极在反应中失去电子故A正确；电池工作时电流由正极通过外电路流向负极而电子定向移动方向与电流方向相反故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B正确。2．生产铅蓄电池时在两极板上的铅、锑合金棚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2PbSO4＋2H2O放电充电PbO2＋Pb＋2H2SO4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PbO2是正极C．工作时负极上发生的反应是Pb＋SOeq\o\al(2－4)―→PbSO4＋2e－D．工作时电解质的密度减小答案A解析铅蓄电池放电时相当于原电池Pb是负极PbO2是正极负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2＋Pb2＋与溶液中的SOeq\o\al(2－4)生成PbSO4沉淀放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等在电池制备时PbSO4的量是一定的制成膏状干燥后再安装说明H2SO4不用补充；放电时H2SO4被消耗溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小所以溶液的密度也随之减小。3．某新型可充电电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH以下说法不正确的是()A．放电时负极反应式为Zn＋2OH－―→Zn(OH)2＋2e－B．放电时正极反应式为FeOeq\o\al(2－4)＋4H2O＋3e－―→Fe(OH)3＋5OH－C．放电时每转移3mol电子正极有1molK2FeO4被氧化D．充电时阳极附近溶液的碱性减弱答案C解析选项A放电时在碱性条件下Zn失去电子为电池的负极：Zn＋2OH－―→Zn(OH)2＋2e－；选项B根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeOeq\o\al(2－4)＋4H2O＋3e－―→Fe(OH)3＋5OH－；选项C放电时K