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2019-2020年高中化學(xué) 2.3.2《化學(xué)電源》學(xué)案 蘇教版必修2 【我思我學(xué)】 查一查 1. 常用的化學(xué)電源有哪些？你能理解它們工作原理嗎? 2. 化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化有何實(shí)際意義？ 想一想 什么是一次電池、二次電池?請(qǐng)你舉出相關(guān)的例子。 【同步導(dǎo)學(xué)】 一、評(píng)價(jià)要點(diǎn) 1．常見化學(xué)電池有 電池、 電池、 電池、 電池、 電池、 電池。 2． 在氫氧燃料電池中（KOH溶液做電解質(zhì)溶液），氫氣在 極發(fā)生 反應(yīng)，電 極反應(yīng)式為 ；氧氣在 極發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 。 二、方法指引 化學(xué)電源有一次電池和二次電池之分，一次電池用過后不能復(fù)原，二次電池充電后能繼續(xù)使用。一次性干電池中的氧化還原反應(yīng)是不可逆的，放完電之后就不能再使用；而蓄電池中的氧化還原反應(yīng)是可逆的，它在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使生成物恢復(fù)原狀。 三、典型例題 1. 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為 ， 此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 （ ） 解析：因?yàn)榉烹姲l(fā)生Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的反應(yīng)，負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，做還原劑，因此負(fù)極為Zn,答案為D 2. （海水電池）1991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁－空氣－海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光，其總反應(yīng)方程式為：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3,則該電源的負(fù)極材料為 ，正極材料為 ，負(fù)極反應(yīng) 正極反應(yīng) 。 解析：Al 、O2（空氣）之間的氧化還原反應(yīng)為：4Al + 3O2 = Al2O3.將該反應(yīng)與原電池原理、鋁的導(dǎo)電性等知識(shí)進(jìn)行綜合分析可知，鋁既是負(fù)極產(chǎn)物，又是反應(yīng)材料，O2是正極反應(yīng)物，正極材料應(yīng)該選擇還原性比鋁弱的導(dǎo)電性強(qiáng)的材料，如石墨等 鋁、O2的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分別為：Al – 3e- = Al3+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 答案：鋁 石墨 負(fù)極反應(yīng)：Al – 3e- = Al3+，O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 【隨堂檢學(xué)】 1. 隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是 ( ) A．利用電池外殼的金屬材料 B．防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染 C．不使電池中滲泄的電解液腐蝕其它物品 D．回收其中石墨電極 2. Li-Cd池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用,它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行: 充電 放電 Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O 由此可知,該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是 ( ) A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH) 3. 電子表和電子計(jì)算器的電源通常用微型銀-鋅電池,其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH溶液，電極總反應(yīng)為：Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag.下列敘述正確的是( ) A．Zn是正極, Ag2O是負(fù)極 B．Zn是負(fù)極, Ag2O是正極 C．工作時(shí)負(fù)極區(qū)溶液的pH增大 D．工作時(shí)電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極 4.據(jù)報(bào)道，美國(guó)在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的蓄電池，它具有容量大、污染小的特點(diǎn)其電池反應(yīng)為：2Zn + O2 = 2ZnO,其原料為鋅、空氣和電解質(zhì)溶液，則下列敘述正確是 ( ) A． 鋅為正極，空氣為負(fù)極反應(yīng) B． 負(fù)極還原反應(yīng)，正極氧化反應(yīng) C． 負(fù)極的電極反應(yīng)為：Zn - 2 e- + 2OH- = ZnO + H2O D． 電池工作時(shí)溶液的pH降低 5.微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛使用，有一種銀鋅電池其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述正確的是 ( ) A．在使用過程中，電極負(fù)極區(qū)溶液的pH減小 B．使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極 C．Zn是負(fù)極，Ag2O是正極 D．Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng) 6. 將兩個(gè)鉑電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，即構(gòu)成甲烷燃料電池，已知通入甲烷的一極，其電極反應(yīng)為：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O;通入氧氣的另一極，其電極反應(yīng)式是2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-, 下列敘述正確的是 ( ) A．通入甲烷的電極為正極 B．正極發(fā)生氧化反應(yīng) C．該電池使用一段時(shí)間后應(yīng)補(bǔ)充氫氧化鉀 D．燃料電池工作時(shí)，溶液中的陰離子向正極移動(dòng) 7.鉛蓄電池其電極分別是Pb、PbO2，電解質(zhì)是一定濃度的硫酸，工作時(shí)的反應(yīng)方程式為： 充電 放電 PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O試分別寫出其電極反應(yīng)式。請(qǐng)寫出放電時(shí)的電極反應(yīng)。 【活用所學(xué)】 8. 航天技術(shù)上使用的氫—氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，氫—氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式均可表示為： 2H2 + O2 = 2H2O, 酸式氫—氧燃料電池中的電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)為2H2 — 4e- = 4H+，則其正極反應(yīng)為 ，堿式氫—氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)為O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,則其負(fù)極反應(yīng)為 。 9. 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)?，空氣與CO2混合氣體為陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：2CO + 2CO32- = 4CO2 + 4e- 負(fù)極反應(yīng)式： 總電池反應(yīng)式： 參考答案 1.B 2.C 3.B 4.C 5.AC 6.C 7.負(fù)極 Pb－2e- + SO42- = PbSO4 正極 PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O 8. 4H+ + O2 + 4e- = 2H2O 2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O 9.負(fù)極反應(yīng)式：2CO2 ＋ O2 ＋4e- = 2CO32- 總反應(yīng)式：2CO ＋ O2 = 2CO2