高中化学 第4章 电化学基础 第2节 化学电源学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

第二节化学电源1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。(重难点)一次电池、二次电池[基础·初探]教材整理1一次电池1．碱性锌锰电池(1)构造：(2)组成：正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。2．银锌电池(1)构造：(2)组成：负极：Zn；正极：Ag2O；电解质：KOH。(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。教材整理2二次电池(以铅蓄电池为例)1．构造2．组成负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。3．工作原理(1)放电过程：负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(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：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)；阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)；总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。(3)铅蓄电池的充、放电过程：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O[探究·升华][思考探究]H2是一种优质燃料，热值高。一种充电电池的原料为H2，其电池反应为H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2，它具有比能量多等优点，常作为卫星的电源。问题思考：(1)该电池属于一次电池还是二次电池？【提示】二次电池。(2)该电池内电解质溶液呈酸性还是碱性？【提示】由H2→OH－知呈碱性。(3)放电时的电极反应式如何书写？【提示】负极：H2＋2OH－－2e－===2H2O正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－(4)充电时的电极反应式如何书写？【提示】阴极：2H2O＋2e－===H2＋2OH－阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O(5)电池充电时，外电源的负极连接二次电池的哪个电极？【提示】负极或阴极。[认知升华]1．二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时阴、阳电极上发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。2．充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。[题组·冲关]题组1一次电池的工作原理1．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据反应式判断氧化银是()A．负极被氧化B．正极被还原C．负极被还原D．正极被氧化【解析】一次电池中负极发生氧化反应(失电子)，正极发生还原反应(得电子)，由Ag2O→Ag可知Ag2O得电子发生还原反应。【答案】B2．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列关于该电池的电极反应，正确的是()A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOHD．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－【解析】在书写碱性电池的电极反应式时，方程式中不得出现H＋。在碱性电池中，负极的Zn失去电子形成的Zn2＋应该与OH－结合为Zn(OH)2。【答案】D3．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应式为______________________________________________________________。(2)电池正极发生的电极反应为____________________________________。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_____...