高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第2课时 化学电源学案（选修4）-人教版高中选修4化学学案VIP免费

化学电源[核心素养发展目标]1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。一、化学电源及其分类1．化学电源的分类(1)化学电源按其反应原理常分为如下三类：①一次电池：又叫干电池，活性物质消耗到一定程度就不能再使用。②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质再生。③燃料电池：是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电源。(2)化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。2．判断电池优劣的主要标准(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。(3)电池可储存时间的长短。3．化学电池的回收利用使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。例1下列说法中错误的是()A．干电池是以胶糊状电解液来产生直流电的一次电池B．二次电池能连续不断地使用是因为含有的活性物质可以再生C．氢气、甲醇、烃、肼、氨等液体或气体都可作为燃料电池的燃料D．具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池答案B解析二次电池放电后需要再充电，只能重复使用，而不能连续不断地使用。考点初步认识化学电池题点化学电池及其类别例2随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是()A．利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D．回收其中石墨电极答案B解析汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。考点初步认识化学电池题点废旧化学电池的回收利用二、常见的化学电池1．一次电池(1)碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。①负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液；②负极反应式是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；③正极反应式是2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。(2)银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点，总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。①负极反应式是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；②正极反应式是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。相关链接化学电池中电极反应式的书写方法及步骤(1)分析电极反应。负极化合价升高，失电子，发生氧化反应，写出氧化产物的简单形式；正极化合价降低，得电子，发生还原反应，写出还原产物的简单形式。(2)注意电解质环境。电极产物在电解质溶液中能稳定存在，写出产物的正确存在形式。(3)根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。(4)根据正负极得失电子守恒，两电极反应式相加得电池总反应。(5)若已知电池总反应，可用电池总反应减去某一电极反应式求得另一电极反应式。2．二次电池铅蓄电池是常见的二次电池，其放电反应和充电反应表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O(1)负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。(2)放电反应原理①负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4；②正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；③放电过程中，负极质量的变化是增大，电解质溶液pH的变化是增大。(3)充电反应原理①阴极(发生还原反应)反应式是PbSO4＋2e－===Pb＋SO；②阳极(发生氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；③充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。相关链接充电电池充电、放电的原理(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电和放电的反应不互为逆反应。(2)充、放电时各电极上发生的反应(3)充电电池电极反应式的书写充电时阴极(或阳极)的电极反应式与该电池放电时负极(或正极)的电极反应刚好相反。例如，铅蓄电池充电、放电的过程如下图所示。注意书...