资源简介

(共22张PPT)
第四章　
化学反应与电能
第一节　原电池
课时2　化学电源一
1. 了解常见电池的种类及特点。
2. 了解常见一次电池的工作原理，能分析书写电池的电极反应式。
3. 了解常见二次电池的工作原理，能分析书写电池的电极反应式。
化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池就是放电后不可再充电的电池。二次电池又称可充电电池或蓄电池，充电后活性物质可以再生。根据你的生活经验，列举常见的一次电池和二次电池。
活动一：了解生产、生活中常见化学电源的种类
电池类型 常见电池
一次电池
二次电池
锌锰干电池、锌银纽扣电池
铅酸蓄电池、锂离子电池
1. 下图所示为两种常见一次电池酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造示意图。
活动二：认识几种常见一次电池的构造及工作原理
酸性锌锰电池
碱性锌锰电池
(1) 酸性锌锰电池放电时发生的主要反应如下：
Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===[Zn(NH3)2]Cl2＋2MnO(OH)
【答案】 MnO2＋H＋＋e－===MnO(OH)
②酸性锌锰电池长时间使用后外壳会起鼓、变薄，甚至漏液，原因是什么？
【答案】 酸性锌锰电池的锌筒既作负极、又作电池外壳，放电时锌筒会变薄。同时该反应时有气体生成，当气体不能及时被吸收，会造成电池起鼓。当电池锌筒破损或气体体积膨胀不够密封时可能会漏液。
(2) 碱性锌锰电池放电时发生的主要反应如下：
Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)
①写出碱性锌锰电池放电时负极和正极反应式。
【答案】 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池有哪些优点？
【答案】 金属锌做成粉末状可以增加反应的接触面积，同时提高锌的利用率。隔离膜可以防止氧化剂MnO2与锌直接接触，造成电池效率低。外壳由不参与反应的其他金属制成，且反应没有气体生成，能防止电池因破损而漏液。
2. 锌银电池常被制成纽扣式微型电池，广泛用作各种电子仪器的电源，其构造如图所示，电池放电时的总反应为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。写出该电池的电极反应式。
【答案】 负极：Zn＋2OH――2e－===ZnO＋H2O
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
3. 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用能传导Li＋非水电解质溶液的电池。一种一次性锂电池放电时的反应为Li＋MnO2===
LiMnO2，其构造如图所示。LiMnO2不溶于该电解质溶液，生成后附着在MnO2的表面。
(1) 写出放电时的电极反应式。
【答案】 负极：Li―e－===Li＋
正极：MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。
(2) 锂电池为什么使用非水电解质？
【答案】 防止锂与水直接反应。
(3) 参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。从比能量的角度分析锂电池有什么优点？
【答案】 锂的摩尔质量小，单位质量的锂失电子数多，所以比能量大。由于一般的电池所含物质的质量一定，所以相同质量的锂可以产生更多的电能。
(1) 写出放电时的电极反应式。
活动三：认识几种常见二次电池的构造及工作原理
(2) 已知充电时发生氧化反应的一极为阳极，发生还原反应的一极为阴极。写出充电时的电极反应式。
阳极：______________________________________。
阴极：________________________。
2. 锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。最早的锂离子是把锂离子嵌入炭中形成负极，正极材料用LiCoO2，电解液是溶有LiPF6的有机溶剂。该锂离子电池放电时的反应式为Li1－xCoO2＋LixC===
LiCoO2＋C，其构造示意图如右图所示。
(1) 写出放电时的电极反应式。
负极：_______________________。
正极：_________________________________。
(2) 写出充电时的电极反应式。
阳极：_________________________________。
阴极：______________________。
LixC－xe－===C＋xLi＋
Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
C＋xLi＋＋xe－===LixC
2
4
5
1
3
6
1. 镁燃料电池以镁合金作为电池的一极，另一极充入过氧化氢，电解质溶液是酸化的氯化钠溶液，放电时总反应：Mg＋2H＋＋H2O2===
Mg2＋＋2H2O。下列关于该电池的说法正确的是(　 　)
A. 镁合金为电源负极，发生氧化反应
B. 放电时H＋在正极反应得电子
C. 正极反应式为H2O2＋2e－===2OH－
D. 放电时正极的pH降低
【解析】 总反应中，得电子的物质是H2O2，H＋的作用是维持电解质溶液的酸性环境，B错误；电解质溶液为酸化的氯化钠溶液，电极反应需在酸性条件下书写H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，C错误；由正极反应式可知，放电时正极消耗H＋，故c(H＋)减小，pH升高，D错误。
A
2
4
5
1
3
6
A. Cd(OH)2　　　 　 B. Ni(OH)2　　　 　
C. Cd　　　 　 D. NiO(OH)
【解析】 由题可知，放电时反应逆向进行，Cd元素的化合价由0升高到＋2，发生氧化反应，因此放电时的负极材料是Cd。
C
2
4
5
3
6
3. 铝电池性能优越，Al－Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。下列说法错误的是(　 　)
A. 该装置可实现化学能向电能的转化
B. Al是负极
C. 电池工作时Ag2O得到电子
D. NaOH没有参加电池反应
1
【解析】 电解质NaOH参与了电池反应，负极Al失电子生成的Al3＋会与OH－结合，维持溶液的离子平衡，D错误。
D
2
4
5
3
6
4. 被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边喷涂二氧化锰。在纸内的OH－“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是(　 　)
A. 该电池的负极为锌，发生还原反应
B. 该电池反应中二氧化锰起催化作用
C. 当0.1 mol Zn 完全溶解时，转移电子个数约为1.204×1023
D. 电池正极反应式：MnO2＋e－＋H＋===MnOOH
1
【解析】 电解液中含OH－，故电池正极反应式为MnO2＋e－＋H2O
===MnOOH＋OH－，D错误。
C
2
4
5
3
6
(1) 两次操作中电流表指针为什么会发生偏转，且方向相反？
________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 第一次操作中，C1棒上的反应为_______________。
(3) 第二次操作中，C2棒上的反应为____________________________
______。
1
两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转；两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反
2I－－2e－===I2
H2O
2
4
5
3
6
6. 高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。图1是高铁电池的模拟实验装置。
1
图1
图2
(1) 该电池放电时正极的电极反应式为__________________________
________________。
(2) 盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向____(填“左”或“右”)移动。
Fe(OH)3＋5OH－
右
2
4
5
3
6
1
(3) 图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有哪些？
【答案】 使用时间长、工作电压稳定。

展开更多......

收起↑