2019高中化学 第04章 电化学基础 专题4.2 化学电源试题 新人教版选修4.doc
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1、14-24-2 化学电源化学电源一、化学电源一、化学电源1 1定义定义:将_的装置。2 2分类分类一次电池 活性物质消耗到一定程度,就不能使用了,如普通的锌锰电池,碱性锌锰电池。二次电池 放电后可以再_使活性物质获得再生,如铅蓄电池、铬镍电池。燃料电池 燃料_,氧化剂_的电池,可以连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换为电能的化学电池。3 3衡量电池优劣的指标衡量电池优劣的指标(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_的长短。二、一次电池二、一次电池1 1碱性锌锰电池碱性锌锰电池(1)基本构造(2)工作原理负极反应:_;正极反应:2MnO2+2e+2H
2、2O2MnOOH + 2OH;总反应:Zn+2MnO2+ 2H2O2MnOOH+Zn(OH)2。(3)特点2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 2锌银电池锌银电池(1)基本构造及工作原理(2)工作原理负极反应:_;正极反应:_;总反应:Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。(3)特点比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电。3 3锂电池锂电池(1)基本组成 负极:_,正极:MnO2、CuO、FeS2等,电解质:非水溶剂。(2)特点 比能量高、电压高、工作温度宽,可储存时间长。三、二次电池(以铅蓄电池为例)三、二次电池(
3、以铅蓄电池为例)汽车蓄电池1 1基本构造基本构造32 2工作原理工作原理(1)放电过程:负极:_;正极:PbO2+4H+2ePbSO4+ 2 H2O;总反应:Pb+PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O。(2)充电过程:阴极:_ (_反应);阳极:PbSO4+2H2O2ePbO2+4H+2 4SO(_反应);总反应:2PbSO4 +2H2OPb+PbO2+2H2SO4。(3)铅蓄电池的充、放电过程:Pb+PbO2 +2H2SO42PbSO4+2H2O3 3铅蓄电池的优缺点铅蓄电池的优缺点(1)优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。(2)缺点:比能量低、笨重、废
4、弃电池污染环境。四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)1 1基本构造基本构造42 2工作原理工作原理负极反应:_;正极反应:_;电池反应:H2+12O2H2O。3 3特点特点能量转换率高,污染小。电极本身不包含_,只是一个催化转化元件。工作时,_和_连续地由外部供给,在电极上不断进行反应,_不断地被排除。一、1化学能变成电能 2充电 失去电子 得电子 3(1)单位质量或单位体积(2)单位质量或单位体积 (3)可储存时间二、1(2)Zn+2OH2eZn(OH)2 2(2)Zn+2OH2eZn(OH)2Ag2O+2e+H2O2Ag+2OH 3(1)锂三、2(1
5、)Pb+2 4SO2ePbSO4 (2)PbSO4 + 2ePb+2 4SO还原 氧化四、2H22e2H+ 12O2+2H+2eH2O3活性物质 燃料 氧化剂 生成物原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写1 1书写要遵循的原则书写要遵循的原则原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应,因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。弱电解质、气体和难溶物均写成化学式,其余的以离子符号表示。正极反应、负极反应产物根据题意或化学方程式确定,也要注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。2 2电极反应式的书写类型电极反应式的书写类型(1)根据装置书写电极反应式。首先判断该电池所依据的化学反应
6、,从而确定两个半反应即电极反应。(2)给出总反应式,写电极反应式。各类电极反应式的一般书写步骤为:5列出物质,标电子的得失;选离子,配电荷;配个数,巧用水;两式加,验总式。以 2H2O22H2O 为例,当电解质溶液为 KOH 溶液时的电极反应式的书写步骤如下:负极反应式的书写根据总反应方程式列出总式两边化合价升高的有关物质为 H2,转移电子数为 4e:2H24e4H。根据电解质溶液的酸碱性,用 H或 OH或其他离子配平,使两边电荷总数相等:2H24e4OH4H2O。注注意意啦啦:在碱性溶液中,电极反应式不出现 H。利用 H2O 使两边的元素守恒,即得:2H24e4OH4H2O。正极反应式的书写
7、O24e2O2。O24e2H2O4OH,注意在碱性溶液中提供 H使 O2变为 OH的是水,要写成化学式的形式。将正负极反应式相加,若得到总反应式,说明写法正确。(3)可充电电池电极反应式的书写书写可充电电池电极反应式时,由于电极都参加反应,且正方向、逆方向反应都能反应,所以要明确电池和电极,放电为原电池,充电为电解池;原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应,对应元素化合价升高;原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应,对应元素化合价降低。(4)给出电极反应书写总反应方程式根据给出的两个电极反应式,写出总反应方程式时,首先要使两个电极反应式的得失电子相等然后将两式相加,消去反应物和生成物中相同的物
8、质即可。注意若反应式同侧出现不能共存的离子,如 H和OH、Pb2+和2 4SO,要写成反应后的物质如 H2O、PbSO4。注注意意啦啦:解答书写有关电极反应式的题目时,应先写出总化学方程式,再找出电解质溶液的成分,最后分别写出正极反应式和负极反应式,从而作出合理的判断。依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示:请回答下列问题:(1)电极X的材料是_;电解质溶液Y是_;6(2)银电极为电池的_极,发生的电极反应为_;X电极上发生的电极反应为_;(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。【解析】由电池反应2Ag+(aq) +Cu(s) Cu
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