《化學(xué)電源》的學(xué)習(xí)方案
化學(xué)電源又稱電池，是一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，它通過化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電能。常見的電池大多是化學(xué)電源。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、軍事和日常生活方面均獲得廣泛應(yīng)用。
《化學(xué)電源》的學(xué)習(xí)方案
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1. 使學(xué)生了解日常生活中常用化學(xué)電源的種類和新型化學(xué)電源
2. 了解常見化學(xué)電源的工作原理，學(xué)會(huì)電極反應(yīng)式的書寫
3. 掌握有關(guān)原電池的計(jì)算
4. 了解廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，樹立環(huán)保意識(shí)
學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用
一、化學(xué)電池
1.概念：_____________________________________________
?、臺(tái)______________________
2.分類： ⑵_______________________
?、莀______________________
二、一次電池
1.普通鋅錳電池-干電池
干電池是用鋅筒外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充ZnCl2，NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2黑色粉末
負(fù)極：___________________________
正極：__________________________
缺點(diǎn)：__________________________________________________
2.銀鋅電池-鈕扣電池
正極Ag2O，負(fù)極鋅,電解質(zhì)溶液為KOH
電池總反應(yīng)：Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO
負(fù)極：______________________________________
正極：______________________________________
3.鋰電池
用金屬鋰作負(fù)極，MnO2作正極，LiClO4有機(jī)電解液
電池總反應(yīng)：Li+ MnO2 =LiMnO2
負(fù)極： 正極: MnO2+e-= MnO2-
三、二次電池
1.鉛蓄電池
正極棕褐色的PbO2，負(fù)極是海綿狀的金屬鉛，兩極均浸入H2SO4溶液中，且兩極間用微孔 橡膠或微孔塑料隔開
放電時(shí)：負(fù)極：Pb + SO42--2e-= PbSO4
正極：PbO2 + 4H++ SO42-+2e-= PbSO4+2H2O
當(dāng)放電進(jìn)行到H2SO4的濃度降低，溶液的密度達(dá)1.18g/cm3時(shí)應(yīng)停止使用， 蓄電池放電的總化學(xué)方程式：_____________________________.
蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
2.銀鋅蓄電池
銀鋅電池是一種高能電池，正極由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液
負(fù)極：Zn+2OH-2e =ZnOH2
正極：Ag2O+H2O+2e =2Ag+2OH
放電的總化學(xué)方程式：_____________________________________
總反應(yīng)式：Zn+Ag2O+H2O ZnOH2+2Ag
四、燃料電池
1.氫氧燃料電池：
電極材料是多孔鎳電極，它工作時(shí)電池反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O,電解質(zhì)可用KOH或H2SO4
(1)堿性介質(zhì)
負(fù)極： _________________________________________________
正極： _________________________________________________
(2)酸性介質(zhì)：
負(fù)極：____________________________________________
正極：____________________________________________
2.甲烷燃料電池：
該電池用金屬鉑片插入電解質(zhì)溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和O2
(1)堿性介質(zhì)
負(fù)極：______________________________________
正極：______________________________________
(2)酸性介質(zhì)：
負(fù)極：_______________________________________
正極：_______________________________________
3.甲醇燃料電池：
例1.(1999年全國(guó)高考化學(xué)題)氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：
(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2
根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是( )
A.電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大 B.電池放電時(shí)，鎳元素被氧化
C.電池充電時(shí)，氫元素被還原 D.電池放電時(shí)，H2是負(fù)極
例2(2004年天津高考理綜題)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 ( )
A.a電極是負(fù)極
B.b電極的電極反應(yīng)為：4OH--4e-== 2H2O+O2↑
C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源
D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
例3.(2004年江蘇高考化學(xué)題)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，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液，電池總反應(yīng)式為：
Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) == Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)
下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.電池工作時(shí)，鋅失去電子
B.電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極
D.外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g
1.廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電池中對(duì)環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是
A.鋅 B.汞 C.石墨 D.二氧化錳
2.已知空氣-鋅電池的電極反應(yīng)為：鋅片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
石墨：O2+2H2O+4e-=4OH-
根據(jù)此判斷，鋅片是
A.負(fù)極，并被氧化 B.負(fù)極，并被還原 C.正極，并被氧化 D.正極，并被還原
3.有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是( )
①每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-
?、谪?fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
?、圬?fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-=4OH-
④電池放電后，溶液PH不斷升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
4.(2000年全國(guó)高考理綜題)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽 混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：
陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2
陰極反應(yīng)式： ______________________________________
電池總反應(yīng)式：____________________________________________
5.近年我國(guó)首創(chuàng)以Al-空氣-海水為能源的新型電池，以海水為電解液.靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流.其工作時(shí)電極總反應(yīng)式為：4Al +3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3;請(qǐng)判斷：
(1)原電池的負(fù)極是______;
(2)工作時(shí)原電池的兩電極反應(yīng)式：
A.負(fù)極________________________________________________________
B.正極_________________________________________________________
(3)工作時(shí)原電池正極附近pH______(增大，減小，不變).