第二節(jié)化學(xué)電源

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)化學(xué)電源第二節(jié)化學(xué)電源 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2009年年3月，美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家塞達爾及其同事研制月，美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家塞達爾及其同事研制出一種革命性的手機電池，與充電時間需要幾個小時的普通電出一種革命性的手機電池，與充電時間需要幾個小時的普通電池相比，這種電池只需池相比，這種電池只需10秒鐘便可完成充電過程，新電池的充秒鐘便可完成充電過程，新電池的充電速度是傳統(tǒng)電池的電速度是傳統(tǒng)電池的100倍，倍，23年內(nèi)便可用在手機、筆記本電年內(nèi)便可用在手機、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機和照相機上。此外，同樣的技術(shù)也

2、可大大縮短腦、數(shù)碼攝像機和照相機上。此外，同樣的技術(shù)也可大大縮短電動汽車的充電時間，能夠與傳統(tǒng)汽車的加油時間不相上下，電動汽車的充電時間，能夠與傳統(tǒng)汽車的加油時間不相上下，進而掃除綠色環(huán)保汽車面臨的最大障礙之一。這項技術(shù)也可用進而掃除綠色環(huán)保汽車面臨的最大障礙之一。這項技術(shù)也可用于研制新一代體積更小、重量更輕的電池，讓手機和筆記本電于研制新一代體積更小、重量更輕的電池，讓手機和筆記本電池的個頭只有一張信用卡大小。池的個頭只有一張信用卡大小。那么，你還知道哪些化學(xué)電源呢？它們的工作原理是什么那么，你還知道哪些化學(xué)電源呢？它們的工作原理是什么呢？呢？ 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1.了解化學(xué)

3、電源的優(yōu)點及在各方面的應(yīng)用。了解化學(xué)電源的優(yōu)點及在各方面的應(yīng)用。2.認識一次電池、二次電池和燃料電池的構(gòu)造及工作原理。認識一次電池、二次電池和燃料電池的構(gòu)造及工作原理。3.了解廢舊電池對環(huán)境的危害，樹立環(huán)保意識。了解廢舊電池對環(huán)境的危害，樹立環(huán)保意識。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1定義定義將化學(xué)能變成電能的裝置。將化學(xué)能變成電能的裝置。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)3優(yōu)點優(yōu)點(1)化學(xué)電池的化學(xué)電池的較高，供能穩(wěn)定可靠。較高，供能穩(wěn)定可靠。(2)可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池及電可以制成各種形狀和大小、

4、不同容量和電壓的電池及電池組。池組。(3)使用方便，易于維護，并可在各種環(huán)境下工作。使用方便，易于維護，并可在各種環(huán)境下工作。能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)4判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：即單位質(zhì)量或單位體積所能比能量：即單位質(zhì)量或單位體積所能 的多少，的多少，單位是單位是(Wh)/kg或或(Wh)/L。(2)比功率：即單位質(zhì)量或單位體積所能比功率：即單位質(zhì)量或單位體積所能 的大的大小，單位是小，單位是W/kg或或W/L。(3)電池的電池的的長短。的長短。5化學(xué)電池回收利用化學(xué)電池回收利用廢舊電池中含廢舊電池中含和和 等有害物質(zhì)，應(yīng)回收利

5、用，等有害物質(zhì)，應(yīng)回收利用，既減少污染，又節(jié)約能源。既減少污染，又節(jié)約能源。輸出電能輸出電能輸出功率輸出功率可儲存時間可儲存時間重金屬重金屬酸堿酸堿第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1下列有關(guān)化學(xué)電池的說法中正確的是下列有關(guān)化學(xué)電池的說法中正確的是()A化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C二次電池又叫蓄電池，它放電后可再充電使活性物獲得二次電池又叫蓄電池，它放電后可再充電使活性物獲得再生再生D一次電池包括干電池和蓄電池一次電池包括干電池和蓄電池第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電

6、化學(xué)基礎(chǔ)解析：解析：化學(xué)電池工作時也有少量熱量產(chǎn)生，故化學(xué)能也化學(xué)電池工作時也有少量熱量產(chǎn)生，故化學(xué)能也部分轉(zhuǎn)化為熱能，部分轉(zhuǎn)化為熱能，A錯誤；任何電池的效率不能達到錯誤；任何電池的效率不能達到100%，燃，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率為料電池的能量轉(zhuǎn)化率為80%左右，左右，B錯誤；蓄電池并不是一次電錯誤；蓄電池并不是一次電池，故池，故D錯誤。錯誤。答案：答案：C第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1一次電池一次電池(1)堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池的構(gòu)造堿性鋅錳電池的構(gòu)造第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)工作原理工作原理負極：負極：正極：正極： 總反應(yīng)：總反應(yīng)：特點特點比能量和可儲存時間比普通

7、鋅錳電池均有提高，適用于大比能量和可儲存時間比普通鋅錳電池均有提高，適用于大電流和連續(xù)放電。電流和連續(xù)放電。Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OHZn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2)銀鋅電池銀鋅電池紐扣式銀鋅電池的構(gòu)造紐扣式銀鋅電池的構(gòu)造第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)工作原理工作原理負極：負極：Zn2OH2e=Zn(OH)2。正極：正極：Ag2OH2O2e=2Ag2OH。總反應(yīng)：總反應(yīng)：。特點特點此種電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適應(yīng)小電流此種電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適應(yīng)小電流連續(xù)放電

8、。連續(xù)放電。ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2二次電池二次電池(1)鉛蓄電池的構(gòu)造鉛蓄電池的構(gòu)造第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2)鉛蓄電池的工作原理鉛蓄電池的工作原理放電時放電時負極：負極： ；正極：正極：PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)；總反應(yīng)：總反應(yīng)：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。Pb(s)SO42(aq)2e=PbSO4(s)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)充電時充電時鉛蓄電池的充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆過程。鉛蓄電池的充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆過程。

9、陰極：陰極： ；陽極：陽極：PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)；總反應(yīng)：總反應(yīng)：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。PbSO4(s)2e=Pb(s)SO42(aq)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫(1)根據(jù)裝置書寫電極反應(yīng)式根據(jù)裝置書寫電極反應(yīng)式先分析題目給定的圖示裝置，確定原電池的正負極上的先分析題目給定的圖示裝置，確定原電池的正負極上的反應(yīng)物質(zhì)。反應(yīng)物質(zhì)。電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫a負極：活潑金屬或負極：活潑金屬或

10、H2失去電子生成陽離子；若電解質(zhì)溶失去電子生成陽離子；若電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的陽離子不共存，則該陰離子應(yīng)寫入負極液中的陰離子與生成的陽離子不共存，則該陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式。如鉛蓄電池，負極：反應(yīng)式。如鉛蓄電池，負極：PbSO422e=PbSO4。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)b正極：陽離子得到電子生成單質(zhì)或正極：陽離子得到電子生成單質(zhì)或O2得到電子，若反應(yīng)得到電子，若反應(yīng)物是物是O2，則有以下規(guī)律：，則有以下規(guī)律：電解質(zhì)是堿性或中性：電解質(zhì)是堿性或中性：O22H2O4e=4OH電解質(zhì)是酸性：電解質(zhì)是酸性：O24H4e=2H2O正負電極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式。正負電極反

11、應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2)給出總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式給出總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價變化情況即分析有關(guān)元素的化合價變化情況)，再選擇一個簡，再選擇一個簡單變化情況去寫電極反應(yīng)式，另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或單變化情況去寫電極反應(yīng)式，另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電將各反應(yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式，即得結(jié)果。以極反應(yīng)式，即得結(jié)果。以

12、2H2O2=2H2O為例，當(dāng)電解質(zhì)溶液為例，當(dāng)電解質(zhì)溶液為為KOH溶液時的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下。溶液時的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)總反應(yīng)方程式分析有關(guān)元素化合價的變化情況，確根據(jù)總反應(yīng)方程式分析有關(guān)元素化合價的變化情況，確定定2 mol H2失掉失掉4 mol電子，初步確定負極反應(yīng)為：電子，初步確定負極反應(yīng)為：2H24e=4H。根據(jù)電解質(zhì)溶液為堿性，與根據(jù)電解質(zhì)溶液為堿性，與H不能共存，反應(yīng)生成水，不能共存，反應(yīng)生成水，推出推出OH應(yīng)寫入負極反應(yīng)式為：應(yīng)寫入負極反應(yīng)式為：2H24OH4e=4H2O。用總反應(yīng)式用總反應(yīng)式2H2O2=2H2O減去負極反應(yīng)式

13、得正極反應(yīng)減去負極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式為：式為：2H2OO24e=4OH。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(3)可充電電池電極反應(yīng)式的書寫可充電電池電極反應(yīng)式的書寫在書寫可充電電池電極反應(yīng)式時，要明確電池和電極，放在書寫可充電電池電極反應(yīng)式時，要明確電池和電極，放電為原電池，充電為電解池。電為原電池，充電為電解池。原電池的負極與電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)，對應(yīng)元原電池的負極與電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價升高。素化合價升高。原電池的正極與電解池的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)，對應(yīng)元原電池的正極與電解池的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價降低。素化合價降低。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2

14、判斷下列有關(guān)電池的說法是否正確，正確的在括號內(nèi)打判斷下列有關(guān)電池的說法是否正確，正確的在括號內(nèi)打“”，錯誤的打，錯誤的打“”。(1)二次電池的性能一定比一次電池優(yōu)良。二次電池的性能一定比一次電池優(yōu)良。()(2)二次電池放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，因此二次電池放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，因此廢棄的二次電池對環(huán)境不會造成污染。廢棄的二次電池對環(huán)境不會造成污染。()(3)手機上使用的電池應(yīng)該是二次電池，而錄音機上只能用手機上使用的電池應(yīng)該是二次電池，而錄音機上只能用一次電池。一次電池。()第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(4)普通鋅錳電池以及蓄電池都是一次電池。普通鋅錳電池以及蓄電

15、池都是一次電池。()(5)鋅錳電池的正極是鋅。鋅錳電池的正極是鋅。()(6)燃料電池發(fā)電站能量轉(zhuǎn)換率高且廢棄物少，噪音小，又燃料電池發(fā)電站能量轉(zhuǎn)換率高且廢棄物少，噪音小，又被稱為被稱為“綠色綠色”發(fā)電廠。發(fā)電廠。()(7)廢電池已經(jīng)沒有利用價值，應(yīng)該立即將其丟棄。廢電池已經(jīng)沒有利用價值，應(yīng)該立即將其丟棄。()答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1燃料電池的工作原理燃料電池的工作原理(1)連續(xù)地將連續(xù)地將和和的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。電能。(2)電極材料本身電極材料本身氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)。(3)工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地

16、由外部供給，在電極上不工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除。斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除。燃料燃料氧化劑氧化劑不發(fā)生不發(fā)生第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2氫氧燃料電池氫氧燃料電池(1)構(gòu)造：如下圖所示以構(gòu)造：如下圖所示以H2為燃料，為燃料，O2為氧化劑，鉑作電極，為氧化劑，鉑作電極，使用酸性電解質(zhì)。在負極室通入使用酸性電解質(zhì)。在負極室通入 ，在正極室通入，在正極室通入。氫氣氫氣氧氣氧氣第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2)工作原理工作原理負極：負極： ；正極：正極： ；總反應(yīng)：總反應(yīng)：。H22e=2HH2O2=H2O第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)

17、電化學(xué)基礎(chǔ)3燃料電池的優(yōu)點燃料電池的優(yōu)點(1)能量轉(zhuǎn)化率高能量轉(zhuǎn)化率高燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率超過燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率超過，遠高于普通燃燒過，遠高于普通燃燒過程程(能量轉(zhuǎn)換率僅能量轉(zhuǎn)換率僅多多)。(2)污染小污染小如氫氧燃料電池產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境。燃料電池發(fā)電站如氫氧燃料電池產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境。燃料電池發(fā)電站排放廢棄物排放廢棄物 ，運行時噪音，運行時噪音，稱為，稱為“ ”發(fā)電站。發(fā)電站。80%30%少少低低綠色綠色第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)常見的燃料電池常見的燃料電池(1)氫氧燃料電池氫氧燃料電池電池電池負極反應(yīng)負極反應(yīng)正極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)式總反應(yīng)式氫氧燃料電池氫氧燃料電池(H2|H

18、|O2)2H24e=4HO24e4H=2H2O2H2O2=2H2O氫氧燃料電池氫氧燃料電池(H2|Na2SO4|O2)2H24e=4HO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O氫氧燃料電池氫氧燃料電池(H2|OH|O2)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2)烴類燃料電池?zé)N類燃料電池CH4燃料電池燃料電池用導(dǎo)線相連的兩個鉑電極插入用導(dǎo)線相連的兩個鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分溶液中，然后向兩極分別通入別通入CH4和和O2，該電池的反應(yīng)式為：，該電池的反應(yīng)式為：負極：負極：CH410OH8e=CO327H2O正極：正極

19、：2O24H2O8e=8OH總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CH42O22OH=CO323H2O第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(3)醇類燃料電池醇類燃料電池用導(dǎo)線相連的兩個鉑電極插入用導(dǎo)線相連的兩個鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分溶液中，然后向兩極分別通入別通入CH3OH(或乙醇或乙醇)和和O2，則發(fā)生了原電池反應(yīng)。，則發(fā)生了原電池反應(yīng)。甲醇電池的反應(yīng)式為：甲醇電池的反應(yīng)式為：負極：負極：2CH3OH12e16OH=2CO3212H2O正極：正極：3O26H2O12e=12OH總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2CH3OH3O24OH=2CO326H2O第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)

20、電化學(xué)基礎(chǔ)(4)熔融鹽燃料電池熔融鹽燃料電池熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視。可熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視?？捎糜肔i2CO3和和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負極燃氣，為負極燃氣，空氣與空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，制得在的混合氣為正極助燃氣，制得在650 下工作的燃料下工作的燃料電池，該原電池的反應(yīng)式為：電池，該原電池的反應(yīng)式為：負極：負極：2CO2CO324e=4CO2正極：正極：O22CO24e=2CO32總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2COO2=2CO2第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)3用兩根鉑絲作電極插入用兩根鉑絲作

21、電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入溶液中，再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣，可形成原電池甲烷氣體和氧氣，可形成原電池燃料電池，該電池放電時發(fā)燃料電池，該電池放電時發(fā)生的反應(yīng)為生的反應(yīng)為CH42KOH2O2=K2CO33H2O，下列說法錯，下列說法錯誤的是誤的是()A通甲烷的一極為負極，通氧氣的一極為正極通甲烷的一極為負極，通氧氣的一極為正極B放電時，通入放電時，通入O2一極附近溶液的一極附近溶液的pH升高升高C放電一段時間后，放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生變化的物質(zhì)的量不發(fā)生變化D通甲烷極的電極反應(yīng)式是：通甲烷極的電極反應(yīng)式是：CH410OH8e=CO327H2O第四章第四章 電化學(xué)

22、基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)解析：解析：原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)式知，此燃料電池的電極反應(yīng)式是：由總反應(yīng)式知，此燃料電池的電極反應(yīng)式是：正極：正極：2O24H2O8e=8OH負極：負極：CH410OH8e=CO327H2O由此可見由此可見A、B、D正確，正確，C錯誤。錯誤。答案：答案：C 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2011廣州高二質(zhì)檢廣州高二質(zhì)檢)日常所用干電池其電極分別為碳棒日常所用干電池其電極分別為碳棒(上面有銅帽上面有銅帽)和鋅皮，以糊狀和鋅皮，以糊狀NH4Cl和和ZnCl2作電解質(zhì)作電

23、解質(zhì)(其中加入其中加入MnO2吸收吸收H2)，電極反應(yīng)可簡化為，電極反應(yīng)可簡化為Zn2e=Zn2，2NH42e=2NH3H2(NH3與與Zn2絡(luò)合絡(luò)合)。根據(jù)以上敘述判斷下列結(jié)。根據(jù)以上敘述判斷下列結(jié)論正確的是論正確的是(雙選雙選)()第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)AZn為正極，碳為負極為正極，碳為負極BZn為負極，碳為正極為負極，碳為正極C工作時電子由碳極，經(jīng)外電路流向工作時電子由碳極，經(jīng)外電路流向Zn極極D長時間連續(xù)使用時內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕用電器長時間連續(xù)使用時內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕用電器 思路指引：思路指引：根據(jù)原電池原理結(jié)合氧化還原反應(yīng)的有關(guān)常根據(jù)原電池原理結(jié)合氧化還原反應(yīng)的有

24、關(guān)常識可判斷出原電池的電極及其反應(yīng)式、電子得失情況及流向。識可判斷出原電池的電極及其反應(yīng)式、電子得失情況及流向。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)原電池的形成條件，相對活潑根據(jù)原電池的形成條件，相對活潑(指金屬性指金屬性)的一極為負極，的一極為負極，相對不活潑的一極為正極，故相對不活潑的一極為正極，故B項正確；在外電路，電子從負極項正確；在外電路，電子從負極流向正極，故流向正極，故A、C兩項不正確；長時間連續(xù)使用該原電池，由兩項不正確；長時間連續(xù)使用該原電池，由于鋅皮慢慢溶解而破損，且于鋅皮慢慢溶解而破損，且MnO2不斷吸收不斷吸收H2生成生成H2O，糊狀物，糊狀物越來越稀，故其很可能流出

25、腐蝕用電器，越來越稀，故其很可能流出腐蝕用電器，D項正確。項正確。答案：答案：BD第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)常用的一次電池常用的一次電池名稱名稱電極材料電極材料電解質(zhì)電解質(zhì)特點特點堿性鋅堿性鋅錳電池錳電池負極：負極：Zn正極：正極：MnO2KOH比普通鋅錳電池性能好，比能比普通鋅錳電池性能好，比能量和儲存時間均有提高，可適量和儲存時間均有提高，可適用于大電流和連續(xù)放電用于大電流和連續(xù)放電普通鋅普通鋅錳電池錳電池負極：負極：Zn正極：石墨正極：石墨NH4Cl、ZnCl2制作簡單、價格便宜、存放時制作簡單、價格便宜、存放時間短，放電后電壓下降較快間短，放電后電壓下降較快第四章第四章 電化學(xué)

26、基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)名稱名稱電極材料電極材料電解質(zhì)電解質(zhì)特點特點鋅銀鋅銀電池電池負極：負極：Zn正極：正極：Ag2OKOH使用過程中，電池負使用過程中，電池負極區(qū)溶液極區(qū)溶液pH減小。電減小。電池比能量大，電壓穩(wěn)池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電宜小電流連續(xù)放電鋰電鋰電池池負極：鋰負極：鋰正極：正極：MnO2、CuO、FeS2等等四氯化鋁鋰四氯化鋁鋰(LiAlCl4) 溶液溶液在亞硫酰氯在亞硫酰氯(SOCl2) 中組成中組成比能量高、電壓高、比能量高、電壓高、工作溫度寬、儲存時工作溫度寬、儲存時間長間長第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1堿性電池具有容量大、放電電

27、流大的特點，因而得到廣堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為：反應(yīng)式為：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)下列說法錯誤的是下列說法錯誤的是()第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)A電池工作時，鋅失去電子電池工作時，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D外電路中每通過外

28、電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)解析：解析：答案：答案：C第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)A需要定期補充硫酸需要定期補充硫酸B工作時鉛是負極，工作時鉛是負極，PbO2是正極是正極C工作時負極上發(fā)生的反應(yīng)是工作時負極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb2eSO42=PbSO4D工作時電解質(zhì)的密度減小工作時電解質(zhì)的密度減小第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)鉛蓄電池在工作時相當(dāng)于原電池，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是鉛蓄電池在工作時相當(dāng)于原電池，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是負極，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是正極，所以負極，

29、發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是正極，所以Pb是負極，是負極，PbO2是正是正極；在工作時，負極發(fā)生的反應(yīng)是鉛失去電子生成極；在工作時，負極發(fā)生的反應(yīng)是鉛失去電子生成Pb2，Pb2與溶液中的與溶液中的SO42生成生成PbSO4沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫酸相等，在電池制備時，生成的硫酸相等，在電池制備時，PbSO4的量是一定的，制成膏的量是一定的，制成膏狀的狀的PbSO4干燥后再安裝，說明干燥后再安裝，說明H2SO4不用補充；放電時，不用補充；放電時，H2SO4被消耗，溶液中的被消耗，溶液中的H2SO4的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也

30、隨之減小。的密度也隨之減小。答案：答案：A第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)鉛蓄電池工作原理鉛蓄電池工作原理鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用橡膠或鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用橡膠或透明塑料制成長方形外殼，正極板上有一層棕褐色透明塑料制成長方形外殼，正極板上有一層棕褐色PbO2，負極，負極板是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在密度為板是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在密度為1.25 gcm31.28 gcm3的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1鉛蓄電池放電時電極反應(yīng)鉛蓄電池放電時電極反應(yīng)負極

31、：負極：PbSO422e=PbSO4正極：正極：PbO24HSO422e=PbSO42H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O當(dāng)放電進行到硫酸溶液密度達當(dāng)放電進行到硫酸溶液密度達1.18 gcm3時即停止放電，時即停止放電，需將蓄電池進行充電。需將蓄電池進行充電。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)式為：式為：負極反應(yīng)：負極反應(yīng)：C

32、6Lixe=C6Li1xxLi(C6Li表示鋰原子表示鋰原子嵌入石墨中形成復(fù)合材料嵌入石墨中形成復(fù)合材料)正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：Li1xMO2xLixe=LiMO2(LiMO2表示表示含鋰的過渡金屬氧化物含鋰的過渡金屬氧化物)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)下列有關(guān)說法正確的是下列有關(guān)說法正確的是(雙選雙選)()A鋰離子電池充電時電池反應(yīng)為：鋰離子電池充電時電池反應(yīng)為：C6LiLi1xMO2=LiMO2C6Li1xB電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1 mol電子，金屬電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小鋰所消耗的質(zhì)量最小C鋰離子電池放電時電池內(nèi)部鋰離子電池放電時電池內(nèi)部

33、Li向負極移動向負極移動D鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)為：鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)為：C6Li1xxLixe=C6Li第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)答案：答案：BD第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(2009天津高考天津高考)氫氧燃料電池是氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉。鉑吸附氣體的能力強，層細小的鉑粉。鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式為氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式為_

34、，在導(dǎo)線，在導(dǎo)線中電子流動方向為中電子流動方向為_(用用a、b表示表示)。(2)負極反應(yīng)式為負極反應(yīng)式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為電極表面鍍鉑粉的原因為_ _。(4)該電池工作時，該電池工作時，H2和和O2連續(xù)由外部供給，電池可持續(xù)不連續(xù)由外部供給，電池可持續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)本題考查電化學(xué)知識。本題考查電化學(xué)知識。(1)原電池的實質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電原

35、電池的實質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，總反應(yīng)為能，總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，其中，其中H2在負極失電子，即電子在負極失電子，即電子從從a流向流向b。(2)負極為負極為H2失電子生成失電子生成H，但溶液為，但溶液為KOH溶液，溶液，故負極反應(yīng)為故負極反應(yīng)為H22e2OH=2H2O。(3)鉑粉的接觸面積大，鉑粉的接觸面積大，這樣增大電極單位面積吸附的這樣增大電極單位面積吸附的H2、O2分子數(shù)，可以加快反應(yīng)速分子數(shù)，可以加快反應(yīng)速率。率。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)答案：答案：(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能a流向流向b(2)H22e2OH=2H2O(3)增

36、大電極單位面積吸附增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快反應(yīng)速率的分子數(shù)，加快反應(yīng)速率(4)LiH2O8.7110432第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)燃料電池電極方程式的書寫燃料電池電極方程式的書寫一般書寫電極方程式應(yīng)注意以下幾點：一般書寫電極方程式應(yīng)注意以下幾點：(1)電池的負極一定是可燃性氣體，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電池的負極一定是可燃性氣體，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電池的正極一定是助燃性氣體，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電池的正極一定是助燃性氣體，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。(3)電極反應(yīng)式

37、作為一種特殊的反應(yīng)方程式，也必須遵循原電極反應(yīng)式作為一種特殊的反應(yīng)方程式，也必須遵循原子守恒、電荷守恒規(guī)律。子守恒、電荷守恒規(guī)律。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)(4)寫電極反應(yīng)式時，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中的離寫電極反應(yīng)式時，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中的離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對應(yīng)，在堿性電解質(zhì)中，電子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對應(yīng)，在堿性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H，酸性電解質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式中不，酸性電解質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)能出現(xiàn)OH?？傮w來說，正負極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的前提條總體來說，正負極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的前提條件

38、下，相加后的反應(yīng)式必是燃料燃燒反應(yīng)的反應(yīng)式和燃燒產(chǎn)物件下，相加后的反應(yīng)式必是燃料燃燒反應(yīng)的反應(yīng)式和燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式。與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式。第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)3固體氧化物燃料電池是由美國西屋固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2)在其間通過。該電池的工作原理如在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。均不參與電極反應(yīng)。

39、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)下列判斷正確的是下列判斷正確的是()A有有O2參加反應(yīng)的參加反應(yīng)的a極為電池的負極極為電池的負極B有有H2參加反應(yīng)的參加反應(yīng)的b極為電池的正極極為電池的正極Ca極對應(yīng)的電極反應(yīng)式為：極對應(yīng)的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHD該電池的總反應(yīng)方程式為：該電池的總反應(yīng)方程式為：2H2O2=2H2O第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)解析：解析：由圖知，由圖知，H2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，b極是負極，極是負極，O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，a極是正極；由于該電池的電解質(zhì)是極是正極；由于該電池的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)，固體電解質(zhì)，O

40、2得電子生成得電子生成O2，a極的電極反應(yīng)為：極的電極反應(yīng)為：O24e=2O2。答案：答案：D第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)1隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是理的問題被提到議事日程，其首要原因是()A利用電池外殼的金屬材料利用電池外殼的金屬材料B防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染染C不使電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品不使電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品D回收其中的

41、石墨電極回收其中的石墨電極第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)解析：解析：隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，環(huán)境污隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，環(huán)境污染和環(huán)境問題已越來越受到人們重視，廢電池中含有汞等多種染和環(huán)境問題已越來越受到人們重視，廢電池中含有汞等多種重金屬離子，極易對環(huán)境造成破壞。重金屬離子，極易對環(huán)境造成破壞。答案：答案：B第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)2(2009廣東理基廣東理基)下列有關(guān)電池的說法不正確的是下列有關(guān)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負極鋅錳干電池中，鋅電極是負極答案：