【化学】10-11学年同步学案（人教版选修4）：第四章 第二节 化学电源.DOC免费

第二节　化学电源 重难点一 常见的一次电池 1．干电池——普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的周围由内向外依次是A：二氧化锰粉末(黑色)——用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象)；B：用饱和氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。电极反应式为： 负极(锌筒)：Zn－2e－===Zn2＋ 正极(石墨)：2NH＋2e－===2NH3＋H2↑ H2＋2MnO2===Mn2O3＋H2O 总反应式为Zn＋2NH＋2MnO2===Zn2＋＋2NH3＋Mn2O3＋H2O。2．碱性锌锰电池 碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品之一。 3．锌银纽扣电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似纽扣(俗称纽扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极壳一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电池连续放电，常制成纽扣式微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。 4．锂电池 锂电池是负极为Li的电池(正极可以是MnO2、CuO、FeS2等)，锂电池是一种微型电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 电极反应式如下：负极：8Li－8e－===8Li＋；正极：3SOCl2＋8e－===SO＋2S↓＋6Cl－；电池总反应式为：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S↓。 锂电池是一种高能电池，它具有比能量高、电压高、工作温度宽和可储存时间长等优点，因而已用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上，以及作为火箭、导弹等的动力电源。 常见的二次电池 1．普通铅蓄电池 铅蓄电池可以放电也可以充电，一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏)；设有多层电极板，其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属铅，正、负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路)；两极均浸入到稀硫酸溶液中。 2．碱性蓄电池 这类电池的寿命一般比铅蓄电池长很多，且携带很方便。 Ni－Cd电池：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。 Ni－Fe电池：Fe＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Fe(OH)2。 燃料电池 1．燃料电池与一般化学电池的区别 (1)一般化学电池的活性物质储存在电池内部，从而限制了电池的容量。 (2)燃料电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，电池可以连续不断地提供电能。 2．氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域。其电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液一般为40% KOH溶液。电极反应式如下：负极：2H2－4e－===4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，总反应式：2H2＋O2===2H2O。 除了氢氧燃料电池外，甲烷、煤气等燃料，空气、氯气等氧化剂也可以作为燃料电池的原料。电解质可以呈酸性，也可以呈碱性。 3．燃料电池的优点 (1)能量转化率高。燃料电池的能量转化率超过80%，远高于普通燃烧过程(能量转换率仅30%多)。 (2)污染小。如氢氧燃料电池产物为水，不污染环境。燃料电池发电站排放废弃物少，运行时噪音低，被称为“绿色”发电站。 书写化学电源的电极反应式应遵循的原则 原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。 弱电解质、气体和难溶物均写成化学式，其余的用离子符号表示。 正极反应产物、负极反应产物根据题意或化学方程式确定，也要注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 常见电极反应式的书写类型 1．根据装置书写电极反应式 首先判断该电池所依据的化学反应，从而确定两个半反应即电极反应。 2．给出总反应式，写电极反应式 各类电极反应式的一般书写步骤为：①列出物质，标电子的得失。②选离子，配电荷。③配个数，巧用水。④两式加，验总式。 如以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤： 负极反应式的书写： (1)根据总反应方程式列出总式两边化合价升高的有关物质为H2，转移电子数为4e－：2H2－4e－===4H＋。 (2)根据电解质溶液的酸碱性，用H＋或OH－或其他离子配平，使两边电荷总数相等。2H2＋4OH－－4e－===4H2O。 注意　电子带负电荷；在碱性溶液中，电极反应式不宜出现H＋。 (