化学电源--一次电池.docVIP

化学电源—一次电池 适用学科 化学 适用年级 高二 适用区域 天津 课时时长（分钟） 60 知识点 1. 常见的化学电源 2. 化学电源的电极反应式的书写 教学目标 1. 了解常见的化学电源 2. 会写化学电源的电极反应式 3. 了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识 教学重难点 熟练书写化学电源的电极反应式 掌握几种典型化学电池的电极反应 教学过程 一、复习预习 1. 复习原电池的概念，原电池的构成条件，原电池的工作原理 2. 预习常见的化学电源、一次电池的反应原理及其应用、化学电源的电极反应式 二、知识讲解 考点1 化学电源的分类 1.定义：化学电源是能够实际应用的原电池。 2．化学电池的分类 (1)一次电池又称不可充电电池——干电池。 (2)二次电池又称充电电池——蓄电池。 (3)燃料电池 考点2 一次电池及电极反应式的书写 1.碱性锌锰电池 常见的化学电池是锌锰电池，构造如下图所示。 普通锌锰干电池的电极反应 负极(锌铜)：Zn－2e－＝Zn2＋(氧化反应) 正极(石墨)： 2NH ＋2e－＝2NH3↑＋H2↑(还原反应) 总反应式： Zn＋2MnO2＋2NH4Cl＝2MnO(OH)＋Zn(NH3)2Cl2 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应为： 负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2(氧化反应) 正极(石墨)： 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－(还原反应) 总反应式： Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2 特点：比普通锌锰电池性能好，能量和储存时间均有提高，可适用于大电流和连续放电。 2．纽扣式电池(银锌电池) 常见的纽扣式电池为银锌电池。它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，锌银电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应为： 负极：Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O 正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－ 总反应方程式：Zn＋Ag2O＝2Ag＋ZnO 在使用过程中，电池负极区溶液pH减小。 特点：此种电池能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。 一粒纽扣式电池的电压达1.59伏，安装在电子表里可使用两年之久。 3．锂电池 锂电池用金属锂作负极，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。 锂电池的主要反应为： 负极：8Li－8e－＝8Li＋ 正极：3SOCl2＋8e－＝SO － ＋2S＋6Cl－ 总反应式为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S 特点：锂电池是一种高能电池，具有质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。 常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池。 三、例题精析 【例题1】锌锰干电池(如右图)是普遍使用的化学电池，其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。一节干电池，电动势E＝1.5 V，内电阻r＝0.25 Ω，对外供电时效率η＝75%。该干电池的工作原理是：Zn＋2MnO2＋2NH4+ ＝Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O (1)试写出干电池放电时的正、负电极反应式： 正极：_______________________________ 负极：___________________________ (2)干电池用久了就会变软，其原因是____。 (3)正极反应中，前后经历下列反应： 2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2；2MnO2＋H2＝Mn2O3＋H2O，如果没有MnO2参与，干电池将难于持续稳定工作，试说明理由：______________________________________。 (4)在供电时间为20 min时，反应的MnO2的质量为________g，外电阻消耗的电能是________kJ。 (5)许多国家都规定要对废旧的锌锰干电池进行回收，从保护环境和节约材料的方面解释为什么要回收这种废旧电池？ 【答案】(1) 2NH4+＋2MnO2＋2e－＝2NH3＋Mn2O3＋H2O　Zn－2e－＝Zn2＋ (2)电池放电过程中有水产生，锌筒变薄造成干电池变软 (3)正极反应的中间产物NH3、H2附着于石墨，增加电池内阻 (4)1.626　2.025 (5)废电池中的物质有的会导致地下水和土壤污染，威胁人类的健康。另一方面，废电池中的有色金属是宝贵的自然资源。将废旧电池回收再利用，不仅可以减少对生活环境的破坏，而且也是对资源的节约。 【解析】(1)