高二化学 第四章电化学基础 第二节化学电源.pdf

【高考资源网你身边的高考专家！,打|jr|nrt r-F-电化学基础第二节化学电源高圭涛押冏*TH间帕扑亚.37市知识点1:化学电池1）概念：将化学能变成电能的装置一次电池又称不可充电电池如：干电池2）分类乂二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池3）优点：伏打电池供电量小，电压低，电流不稳定；携带不便实用电池供电量大，电压高，电流稳定；安 全、耐用、便携；有特殊用途；便于回收、污染小。4）电池优劣的判断标准：比能量（指电池单位质量或 单位体积所能输出电能的多少）的大小和电池的储存 时间的长短。知识点2：各类电池干电池锂电池纽扣电池各类电池叠层电池()一次电池1、干电池(普通锌镒电池)干电池用锌制桶形外壳作干电池的结构 负极，位于中央的顶盖有 铜帽的石墨作正极，在石 墨周围填充NH4C1、ZnCh 和淀粉作电解质溶液，还填充Mn(h的黑色粉末吸收正极放出的心 现象。电极总的反应式为：/锌皮电池壳，/用作电池员极。L碳棒，用作 电池正极。一碳粉与二 氧化其湖状氮化锭 是电解质防止产生极化4NH4C l+2Zn+2MnO2=Zn(NH3)4 C12+ZnC 12+Mn203+H20请写出各电极的电极反应。干电池普通锌镒干电池：（）Zn|znCI2.NH4CI（糊状）石墨必（十）负极:Zn-2e=Zn2+正极:2NH4+2e=2NH3T+H2 f总电池反应方程式：2NH4CI+Zn=ZnCI2+2NH3T+H2T 缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液改进后碱性锌镒电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。H2O+4MnO2+2Zn=Zn（OH）2+ZnO+2Mn2O3二氧化镒的用途练：写出锌镉干电池的电极反应和总化学反应方程式。负极Zn-2e=Zn2+正极2NH4+2e=2NH3+H2mu-Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2总 反应-32通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变 化判断它已经不能正常供电了？锌筒变软，电池表面变得不平整 我们在 使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用?MnO2J 锌镒碱性电池.锌镒碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为Mil。2,还原 产物为M1I2O3,电解质是KOH溶液，其放电曲线如图所示：放电时间/h请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点?负极：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2正极：2MnO2+H2。+2e=Mn2O3+2OH-总：Zn+2MnO2+H20=Zn(OH)2+Mn2O3优点：工作电动势稳定2、迷你型电池Met ol cap b)7 Zinc powderHgO +Zn=Hg +ZnO(s)Ag?。+Zn=2Ag +Zn。(s)优点：电压高、稳定，低污染。用途：手表、相机、心率调节器Eledrolyle/Cat hode out er cont ainer of nickel or(十|Mercury oxideFigure 20 15 Const ruct ion of dmercury-zmc but t on iell3、锂电池锂电池：(-)LiLil(晶片)12(+)锂亚硫酰氯电池(Li-SOC%)：8Li+3S0Cl2=6LiCl+Li2S03+2S 负极：8Li-88Li+；正极：3soeb+gbWCr+SCVZS。高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。用途：质轻、高能（比能量高）、（二）二次电池1、铅蓄电池蓄电池的结构和反应原理正极材料 上涂有棕褐 色的PbOz，负极材用是放电PbOsl Pb十2H2so4=三2PISO4+2H9无电海绵状的金 属铅，两极 浸在H2sO4 溶液中。写 出电极反应甯赍源闽 【高考资源网你身边的高考专家!铅蓄电池负极 Pb+S042-2e-=PbS04 1正极 PbO2+4H+S042-+2e-=2PbS04 J+2H20总反应方程式：Pb+PbO2+2H2sO4 2PbsO4+2H20特点：电压高稳定，可反复使用，安全、方便、可靠。铅易产生氢气损耗，充电时需加水。用途：汽车电源高考雷源网 款石愎iB.xrtWmKMTln犀，UH*.鼠，挈T索M.却铅蓄电池(原电池)工作时，总反应为 Pb+Pb02+2H2S04.放电.2PbS04+2H20,由此可以判断：充电(1)原电池的电极材料：正极为PbO2负极为Pb(2)两极的电极反应式：正极为 PbO2+2e+SO42+4H+=PbSO4+2H2O负极为 Pb2e+SO42=PbSC)4(3)工作一段时间后，蓄电池里电解质溶液的 dH变大(填变大、变小、不变)2、银锌蓄电池.1970-1975,开发了先进的银锌、镖辅电通技术。1975-1983,1979-1987,为美国国家能源部发展电11998-1992,为美国海军发展世界上虏正极壳填充Ag2。和石墨，负极盖填无岸泉合 金，电解质溶液KOH。反应式为：齐电2Ag+Zn(OH)兀%.Zn+Ag)O+H)O放电写出电极反应式。银锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2 彳充电放电 Ag2O+Zn+H2O此电池放电时，负极上发生反应的物质是(D)A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn电极反应:负极：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2正极：Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH3、镉镇电池负极材料：Cd;正极材料：涂有NiO2,电解质：KOH溶液。反应式如下：放电NiO2+Cd+2H2O=-Ni(OH)2+Cd(OH)2写出电极反应式。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。离号赞源闽 【高考资源网你身边的高考专家！银一镉可充电电池可发生如下反应：充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2=Cd+2NiO(OH)+2H2O 放电由此可知，该电池的负极材料是(A)A.Cd B.NiO(OH)C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2电极反应：负极：Cd-2e+2OH=Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH高考雷源网 款石愎iB.xrtwmKMTin犀，cor第r索m.ntmbf却（三）燃料电池大有发展前景的燃料电池燃料也也是利用氢专、天然勿、甲醇等燃 料与氧与或空气进行也化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃 料电池的能量转化率可达近80%,约为火力发 电的2僖。这是因为火力发电中放出的废热大 多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等 废与污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代 未，经反复试验、女进，到20世纪60年代才开始进入 实用阶段。第一代燃料电池的大玫情况如下：诙毒赍源剧【高考资源网你身边的高考专家！氢氧燃料电池图二期档睨踹觥藏系也高考雷源网 款名愎皿*ANH的MTimR W.既,竽妻.索M.婚文EF却This fuel cell was used to supply electricity for the Apollo Space Program燃料电池（一）Ni（多孔）KOH（溶液）Ni02（+优点：能量转化率高，可持续使 用，不污染环境用途：宇宙飞船，应用前景广阔负极:2H2+4OH-4e=4H2O正极：。2+2心0+4/=40片总反应方程式：2H2+O2=2H2O燃料电池介质电池反应：2H2+O 2=2H2O酸性负极2H2 4e-=4H+正极O2+4H+4e=2H2O中性负极2H2.4e-=4H+正极O2+2H2O+4e=4OH碱性负极2H2+4OH-4e-=4H2O正极O2+2H2O+4e=4OH体燃料电池囹介质电池反应：2H2+0 2=2H2O?2负2H2 4e-+2O2=2H2O2eA Li是负极，电极反应为MnO2+一二MnO2一D、Li是负极，电极反应为Li 2e-=Li2+高考资源网 阿聊冬匕迎眼3、市这方博一同口后？懵江lF.竽*-$相爻的为金.离号赞源闽 【高考资源网你身边的高考专家！4、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型 海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠 空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数 分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运 用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电 极反应。负极 4 ALi2e=4 闻3极 3C2+6H2O+12e=12OH5 已知：Cu+2FeC13=2FeC12+CuC12利用这一反应，试 设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解 质溶液，然后填空：正极不活泼金属，反应 负极i应2Fe3+2e=2Fe2+Cu-2e=Cu2+高考雷源网 款名愎皿*切50。一曲犀，UH*.鼠，挈T索M.却离号赞源闽 【高考资源网你身边的高考专家！6、已知：铅蓄电池充电完毕后，电池中硫酸的密度为pu放电 完毕后，溶液的密度变为P 2。又铅蓄电池充电时的反应：2PbS04+2H20 充电 Pb+Pb02+2H2S04法拉第常数：F=96500C/mol写出铅蓄电池使用时所产生的总反应式及两电极上的半反应。已知充放电完毕后，溶液的密度是下列两个数据：LlOg/cnP,相当于含14.35%（质量）的硫酸,1.28g/cm3,相当于含36.87%（质量）的硫酸请指出分别P-p 2对应于哪一个数据？用什么方法可以确定什么时候该充电什么时候该停止充电？按方程式计算生成及消耗的水和硫酸的质量。计算一个电容量为4.32 x 106c的蓄电池中需加多少硫酸？用久了的铅蓄电池会对环境造成污染，为什么？高考雷源网 款石愎iS.xrKmKMTln犀，UH*.既，竽M 索M.却