高中化学 第1章 第3节 第2课时 化学电源学案（含解析）鲁科版选修4-鲁科版高中选修4化学学案VIP免费

第2课时化学电源[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、化学电池及其分类1．化学电池的分类(1)化学电池按其使用性质常分为如下三类：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获得再生。③燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。(2)化学电池按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。2．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．锌锰干电池目前常见的一次锌锰干电池分为酸性和碱性两种。(1)酸性锌锰干电池①构造锌皮制成的锌筒做负极，中央插一根碳棒做正极，氯化锌、氯化铵和淀粉等糊状物做电解质溶液。②电极反应负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式：2NH＋2e－===2NH3＋H2。(2)碱性锌锰干电池①构造相对于酸性锌锰干电池，用氢氧化钾代替氯化铵做电解质。②电极反应已知该电池总反应式：Zn＋MnO2＋H2O===Mn(OH)2＋ZnO，则负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，正极反应式：MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－。2．铅蓄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。3．氢氧燃料电池氢氧燃料电池用多孔石墨做电极，不断充入的氢气和氧气，分别在两极发生氧化反应和还原反应。(1)氢氧燃料电池的总反应式是：2H2＋O2===2H2O。(2)写出氢氧燃料电池(介质不同)的电极反应：介质负极反应式正极反应式酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－常见化学电源的比较(1)一次电池：活泼金属做负极，参与电极反应，放电完成后，不能再使用。(2)二次电池：两电极都参与电极反应，可充电、放电，循环使用。(3)燃料电池：两电极都不参与电极反应，不断充入的物质分别在两极发生反应，可连续使用。例2锂空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是()A．放电时Li＋由B极向A极移动B．电池放电反应为：4Li＋O2＋2H2O===4LiOHC．B电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．电解液a可以为氯化锂溶液答案B解析在锂空气电池中，A(金属锂)为负极，其反应式是：4Li＋4OH－－4e－===4LiOH；B为正极，其反应式是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应式是：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。原电池工作过程中，溶液中的Li＋(阳离子)移向B极(正极)；金属锂能与水反应，电解质中不能含有水。考点一次电池和二次电池题点一次电池思维启迪——根据原电池装置书写电极反应式(1)由装置图确定原电池的正极、负极及各极反应物。(2)若电解质溶液中的阴离子与负极产生的阳离子不共存，该阴离子写入负极反应式。(3)正极反应是溶液中的阳离子或氧化剂得到电子被还原。例3镍—镉电池是一种可充电的“干电池”，使用寿命长达10～15年。镍...