第17讲42化学电源（教师版）-2024年高中化学讲义（选择性必修一）.docxVIP

第4课第2课时化学电源

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目标任务

课程标准

学习目标

1．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。

2．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决新型电池的开发问题。

1．能从宏观与微观结合的视角分析化学电源的工作原理、新型电源中微粒的移动及电极反应。

2．能利用原电池的结构模型，认识化学电源的组成特点，正确判断新型电源的结构、电极反应及相关实际问题。

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预习导学

自主梳理

一、化学电池的分类与优劣

1．化学电池的分类及其特点

（1）一次电池：活性物质消耗到一定程度，就，如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池。

（2）二次电池：放电后可以再使活性物质获得再生，如铅蓄电池、镍镉电池。

（3）燃料电池：燃料电子，氧化剂电子，如氢氧燃料电池。

2．化学电池的优点

具有高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。

3．判断电池优劣的主要标准

(1)比能量：所能输出电能的多少。

(2)比功率：所能输出功率的大小。

(3)电池的可储存时间的长短。

二、化学电源的分类及工作原理

1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)

(1)组成。正极：；负极：；电解质：。

(2)工作原理

负极反应：；

正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－；

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

(3)特点：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。

2．二次电池(以铅蓄电池为例)

(1)组成

负极：；正极：；电解质：。

(2)工作原理

①放电过程

负极：(氧化反应)；

正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)；

总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

②充电过程

阴极：；

阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；

总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

(3)铅蓄电池的优缺点

①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛。

②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。

3．燃料电池(以H2-O2燃料电池为例)

(2)工作原理

酸性电解质(H2SO4)

碱性电解质(KOH)

负极反应

正极反应

总反应

2H2＋O2===2H2O

【答案】

一、1．（1）不能使用（2）充电（3）失得2．能量转换效率

3．(1)单位质量或单位体积(2)单位质量或单位体积

二、1．(1)MnO2ZnKOH。(2)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；

2．(1)PbPbO2H2SO4溶液(2)①Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)

②PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；

3．(1)H2O2

(2)H2－2e－===2H＋H2－2e－＋2OH－===2H2Oeq\f(1,2)O2＋2e－＋2H＋===H2Oeq\f(1,2)O2＋2e－＋H2O===2OH－

预习检测

1．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是

A．干电池放置过久可能漏液失效，其原因是显酸性的氯化铵溶液和外壳锌反应

B．燃煤时，适当地鼓入氧气，可减轻温室效应

C．硫酸铝可用来除去水体中的悬浮杂质且具有杀菌消毒的作用

D．氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化钠都是常见的胃酸中和剂

【答案】A

【解析】A．干电池中电解质铵根离子水解而使溶液呈酸性，酸能和外壳锌反应而腐蚀Zn，导致干电池放置过久可能漏夜而失效，故A正确；

B．燃煤时，适当地鼓入氧气，不能