高中化学 2.2化学能与电能(第2课时)化学电源学案 新人教版必修2

第 1 页 共 7 页 化学电源 1．了解新型电池的重要性。 2．熟悉各种化学电源的正负极判断。

要点 发展中的化学电源 1．锌锰干电池(一次电池)。 (1)普通锌锰电池。 负极材料是： 锌；正极材料是：碳；电解质是NH4Cl。 (2)碱性锌锰干电池。 负极材料是： Zn；正极材料是：MnO2；电解质是KOH。 改进后碱性锌锰电池的优点：电量大，电流稳定。 2．充电电池(二次电池)。 (1)铅蓄电池。 负极材料是： Pb；正极材料是：PbO2；电解质是H2SO4。 (2)镉镍电池。 负极材料是： Cd；正极材料是：NiO(OH) ；电解质是KOH。 (3)锂电池。 锂亚硫酰氯电池(Li－SOCl2)：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。 负极材料：Li；正极材料：SOCl2。 3．氢－氧燃料电池。 负极通入氢气；正极通入氧气。 (1)原理：利用原电池的工作原理将氢气和氧气反应所放出的化学能直接转化为电能。 (2)与其他电池的区别：反应物不储存在电池内部而是由外设装备提供燃料和氧化剂。 第 2 页 共 7 页

1．关于原电池的下列说法中错误的是(B) A．原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置 B．原电池中正极发生氧化反应 C．在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动 D．在燃料电池的负极上发生反应的通常是可燃性气体

2．对化学电源的叙述正确的是(A) A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高 B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位 C．化学电源均是安全、无污染的 D．化学电源即为可充电电池

3．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是(B) A．锌 B．汞 C．石墨 D．二氧化锰

基础训练 1．下列有关电池的说法不正确的是(B) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 解析：A.锂离子电池中能循环使用，属于二次电池，故A正确；B.铜锌原电池中，锌易失电子而作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，故B错误；C.燃料电池属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，故C正确；D.锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，故D正确；故选B。

2．废电池进行回收集中处理的首要原因是(B) A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品 D．回收其中的石墨电极 第 3 页 共 7 页

解析：废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重，因而必须回收集中处理。 3．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液。电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。 根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(C) A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大 B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极 C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应 解析：A.原电池工作原理中，化合价升高的那一极是负极，锌是负极，电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O ，消耗OH－使得pH减小，错误；B.原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，锌是负极，氧化银是正极，电子由锌经外电路流向氧化银，错误；C.原电池工作原理中：化合价升高的那一极作负极，锌作负极，化合价降低的那一极作正极，氧化银作正极，正确；D.锌作负极，化合价升高，被氧化，氧化银作正极，化合价降低，被还原，错误；故答案为C。

4．下图是氢氧燃料电池(电解质溶液为H3PO4溶液)构造示意图。关于该电池的说法不正确的是(C)

A．a极是负极 B．电子由a通过灯泡流向b C．正极的电极反应是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．氢氧燃料电池是环保电池 解析：A.在氢氧燃料电池中，通入氢气的一极发生氧化反应，为原电池的负极，所以a极是负极，正确；B.电子从负极流向正极，所以电子从a极流出，经灯泡流向b，正确；C.正极是氧气得到电子的反应，电解质为酸性，则生成的氢氧根离子与氢离子反应生成水，即氧气得到电子与氢离子结合生成水，错误；D.氢氧燃料电池的产物是水，无污染，所以属于环保电池，正确；答案选C。

5．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2

作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋4＋2e－===2NH3

↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是(D)

①锌为正极，石墨为负极 ②锌为负极，石墨为正极 ③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极 第 4 页 共 7 页

④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器 A．①③ B．②③ C．③④ D．②④ 解析：由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。

6．观察下图，回答问题。

(1)该装置叫__________装置，可以将________能转化为________能。 (2)负极是________，电极反应为______________________。 (3)正极是________，电极反应为______________________， 总反应为__________________________________________。 解析：(1)根据装置可判断，该装置叫原电池，可以将化学能能转化为电能。 (2)原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铁比铜活泼，则铁是负极，失去电子，因此负极电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。 (3)铜是正极，溶液中的铜离子在正极被还原，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，总反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。 答案：(1)原电池 化学 电 (2)铁 Fe－2e－===Fe2＋ (3)铜 Cu2＋＋2e－===Cu Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋

能力提升 7．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A) 第 5 页 共 7 页

A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析：首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极区，有氧反应为正极区。A.根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为＋4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成，错误；B.在微生物的作用下，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移，正确；C.原电池中阳离子向正极移动，正确；D.电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，正确。

8．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是(A) A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气 B．两极上溶解和析出的物质的质量相等 C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气 D．电解质溶液pH不变 解析：锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H2；根据电子守恒原理，溶解1 mol 锌，就有2 mol电子转移，则析出的H2为1 mol，A项正确；溶解的锌和析出的H2物质的量相等，但质量不相等，B项不正确；溶解的锌和析出的H2质量比应为65∶2，C项不正确；H＋得电子变成H2，H2SO4被消耗，溶液pH变大，D项不正确。

9．燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空。 (1)甲烷与氧气反应的化学方程式为_______________________。 (2)已知燃料电池的总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O，这个电极是燃料电池的________(选填“正极”或“负极”)，另一电极上的电极反应式为_______________________________。 (3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________(选填“大于”“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。