基础课时10化学电池
学习目标1.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电池的特点。2.掌握构成化学电池的基本要素,了解常见化学电池的工作原理。3.能正确书写简单化学电池的电极反应式。
一、一次电池二次电池
(一)知识梳理
1.一次电池
(1)特点:电池放电之后充电(内部的反应无法逆向进行),如锌锰干电池属于一次电池。?
(2)锌锰干电池的构造如图所示:
①锌筒为,电极反应是Zn-2e-===Zn2+。?
②石墨棒为,最终被还原的物质是。?
③NH4Cl糊的作用。?
2.二次电池(充电电池)
(1)特点:二次电池在放电时所进行的反应,在充电时可以,使电池恢复到放电前的状态。?
(2)能量转化:化学能电能。
(3)常见的充电电池:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。
(二)互动探究
铅酸蓄电池常用作汽车电瓶,其构造如图所示,工作时该电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
【问题讨论】
问题1铅酸蓄电池负极材料、正极材料及电解质溶液分别是什么?
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问题2铅酸蓄电池放电时,电解质溶液中的H+移向哪一极?电解质溶液中硫酸的浓度如何变化?
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问题3当铅酸蓄电池向外电路提供2mol电子时,计算理论上负极板的质量变化多少?
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【探究归纳】铅酸蓄电池的电极反应
负极:Pb+SO42--2e-===PbSO
正极:PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2
总的电池反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
放电时,硫酸逐渐被消耗,浓度减小,酸性减弱。
1.关于生活中的化学电源,下列说法错误的是()
A.锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B.化学电池的反应基础是氧化还原反应
C.旧电池回收是为了回收有用材料以及防止电池污染环境
D.铅蓄电池正极材料是PbO2,负极材料是Pb
2.铅蓄电池(图1)是二次电池,工作示意图如(图2)所示。下列说法正确的是()
A.负极电极反应式:PbO2+SO42-+4H++2e-===PbSO4+2H
B.铅蓄电池工作时,两极的质量均增加
C.正极反应式为:PbSO4+2e-===Pb+SO
D.电池工作时,溶液的酸性保持不变
3.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池,其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg+2BiF33MgF2+2Bi(MgF2为难溶盐),电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是()
A.放电时,负极的电极反应式为Mg-2e-+2F-===MgF2
B.放电时,电子从镁电极流出,经电解质流向正极
C.放电时,化学能完全转化为电能
D.放电时,F-向正极移动
二、燃料电池
(一)知识梳理
1.燃料电池:将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。
2.特点:(1)反应物储存在电池外部,(2)能量转换效率高、清洁、安全,(3)供电量易于调节。
3.燃料电池常用的燃料有:、、乙醇等。常用氧化剂:。?
(二)互动探究
燃料电池相当于燃料的燃烧,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2===2H2O。一种碱性氢氧燃料电池示意图如图:
【问题讨论】
问题1如何判断该氢氧燃料电池的正、负极?
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问题2氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同,但正、负极反应与电解质溶液有关。请讨论分别写出在酸性介质和碱性介质时氢氧燃料电池正、负极的电极反应式?
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问题3下图是导电介质为固体电解质时的氢氧燃料