人教版選修4 第四章 第二節(jié) 化學(xué)電源

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歡迎進入化學(xué)課堂 第二節(jié) 化學(xué)電源 1 下列有關(guān)普通鋅錳電池的說法錯誤的是 A 是一種二次電池B 不能充電 所以不能重復(fù)使用C 鋅是其負極材料D 普通鋅錳電池的性能不如堿性鋅錳電池 A 2 雙選 下列關(guān)于化學(xué)電池的說法中 正確的是 A 化學(xué)電池可以實現(xiàn)從化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化B 二次電池可循環(huán)使用 所以是環(huán)保無污染的電池C 燃料電池發(fā)生的是劇烈的燃燒反應(yīng)D 紐扣式鋅銀電池屬于一次電池3 化學(xué)電池是將 變成 的裝置 常見的有以下幾類 1 電池 它的 消耗到一定程度就不能使用了 其電解質(zhì)溶液制成膠狀 不流動 因此又叫做 AD 化學(xué)能 電能 一次 活性物質(zhì) 干電池 2 電池 又稱 或 這類電池放電后再充電可使活性物質(zhì)獲得再生 故可多次重復(fù)使用 3 電池 是一種連續(xù)地將 和 的化學(xué) 能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池 4 化學(xué)電池的優(yōu)點 1 較高 供能穩(wěn)定可靠 2 可以制成各種形狀和大小 不同容量和電壓的電池及電 池組 3 使用方便 易于維護 并可在各種環(huán)境下工作 二次 充電電池 蓄電池 燃料 燃料 氧化劑 能量轉(zhuǎn)換效率 5 廢棄電池中含有 和 等有害物質(zhì) 隨意丟棄會對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生很大危害 若把它當(dāng)成一種 加以 既可減少污染 又可節(jié)約資源 6 有下列常見的電池 普通鋅錳電池 堿性鋅錳電池 鉛蓄電池 鎳鎘電池 甲醇燃料電池 氫氧燃料電池 紐扣電池 其中屬于一次電池的有 填序號 下同 屬于二次電池的有 屬于燃料電池的有 重金屬 酸堿 資源 回收利用 一 燃料電池1 概念 一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化 學(xué)電池 2 特點 1 電極本身不含活性物質(zhì) 只是一個催化轉(zhuǎn)化元件 2 外部供給的燃料和氧化劑在電極上不斷反應(yīng) 生成物不 斷地被排除 3 電池容量不受限制 可連續(xù)不斷地提供電能 3 燃料電池的組成 燃料電池的基本組成包括燃料 氧化劑和電解質(zhì) 1 燃料 主要是常溫下為氣體的燃料 如氫氣 烴類 肼 甲醇 氨 煤氣等 2 氧化劑 純氧或者空氣 用空氣時 實際起氧化劑作用 的也是氧氣 3 電解質(zhì) 燃料電池的電解質(zhì)可以是酸 堿 鹽或者金屬 氧化物 4 氫氧燃料電池 氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池 主要用于航天領(lǐng)域 它的電極材料一般為惰性電極 具有很強的催化活性 如鉑電極 活性炭電極等 該電池以氫氣為燃料 氧氣為氧化劑 可用酸性電解質(zhì) 如稀H2SO4 或者堿性電解質(zhì) 如KOH溶液 氫氧燃料電池構(gòu)造如右圖所示 氫氧燃料電池使用不同電解質(zhì)時發(fā)生的電極反應(yīng)歸納如下 表 都為O2 2H2O 4e 4OH 例1 可用于電動汽車的鋁 空氣燃料電池 通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液 鋁合金為負極 空氣電極為 正極 下列說法正確的是 A 以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時 正極反應(yīng) B 以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時 負極產(chǎn)物是Al OH 3C 以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時 電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的pH保持不變D 電池工作時 電子通過外電路從正極流向負極點撥 注意在堿性條件下 兩性金屬鋁及其化合物發(fā)生的反應(yīng)及其生成物 答案 A 例2 甲烷燃料電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液 下列關(guān)于 甲烷燃料電池的說法正確的是 A 負極發(fā)生的是甲烷的燃燒反應(yīng)B 正極附近溶液的pH降低C 放電一段時間后 電解質(zhì)溶液的堿性減弱D 甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率低答案 C 二 電極反應(yīng)式的書寫1 書寫要遵循的原則 1 原電池正 負電極上分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng) 因此電極反應(yīng)式的書寫要遵循質(zhì)量守恒 得失電子守恒及電荷守恒 2 弱電解質(zhì) 氣體和難溶物均寫成化學(xué)式 其余的用離子 符號表示 3 正極產(chǎn)物 負極產(chǎn)物根據(jù)題意或化學(xué)方程式確定 也要 注意電解質(zhì)溶液的成分對電極產(chǎn)物的影響 2 書寫步驟 1 首先判斷該電池所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng) 從而確定兩個半反 應(yīng)即電極反應(yīng) 2 給出總反應(yīng)式 寫電極反應(yīng)式 以氫氧燃料電池為例 已知總電池反應(yīng)為2H2 O2 2H2O 電解質(zhì)溶液為KOH溶液 負極書寫步驟為 列物質(zhì) 標得失 根據(jù)總電池方程式列出總式兩邊化合 價升高的有關(guān)物質(zhì) 標出失去電子的數(shù)目 2H2 4e 2H2O 選離子 配電荷 根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性 用H 或 OH 或其他離子配平 使反應(yīng)式兩邊電荷總數(shù)相等 2H2 4OH 4e 2H2O 同理 正極電極反應(yīng)式 O2 2H2O 4e 4OH 配個數(shù) 巧用水 利用H2O使兩邊元素守恒 即2H2 4OH 4e 4H2O 兩式加 驗總式 將正 負兩電極反應(yīng)方程式相加 得到反應(yīng)式 2H2 O2 2H2O 與總反應(yīng)式相符 寫法正確 3 書寫充電電池 燃料電池電極反應(yīng)式的注意事項 1 充電電池 在書寫可充電池電極反應(yīng)式時 關(guān)鍵是明確電池和電極 放電為原電池 充電為電解池 原電池的負極與電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 對應(yīng)元素化合價升高 原電池的正極與電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng) 對應(yīng)元素化合價降低 2 燃料電池 電池的負極一定是可燃性物質(zhì) 失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 電池的正極多為氧氣或空氣 得電子發(fā)生還原反應(yīng) 性電解質(zhì)溶液中 電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H 在酸性電解質(zhì)溶 液中 電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH 電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng) 只是一個催化轉(zhuǎn)化元件 書寫電極反應(yīng)式時 要分清電解質(zhì)溶液的酸堿性 在堿 正 負兩極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的前提下 相加后的電池反應(yīng)必然是燃料燃燒反應(yīng)和燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式 在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2 下列有關(guān)說法正確的是 例3 雙選 一種新型燃料電池 一極通入空氣 另一極通入丁烷氣體 電解質(zhì)是摻雜氧化釔 Y2O3 的氧化鋯 ZrO2 晶體 點撥 在原電池內(nèi)部 陽離子移向正極 陰離子移向負極 原電池的總反應(yīng)是氧化劑與還原劑發(fā)生的氧化還原反應(yīng) 還原劑在負極發(fā)生氧化反應(yīng) 失去電子 氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng) 得到電子 答案 BC 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全