第六章 第一节 第3课时　化学电池 学案（含答案）—2024春高中化学人教版必修二

第3课时　化学电池 [核心素养发展目标]　 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，常见化学电池的工作原理及电极反应式的书写。 一、一次电池　二次电池 1．一次电池 (1)特点：电池放电后_____充电(内部的氧化还原反应_____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_____。 ②石墨棒为_____，最终被还原的物质是_____。 ③NH4Cl糊的作用是_____。 思考1　锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，写出负极的电极反应式：_____。 2．二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的_____，在充电时可以_____，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 (2)能量转化：化学能电能。 (3)常见的充电电池：_____电池、_____电池、_____电池等。 思考2　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。 按要求回答下列问题： (1)负极材料是_____，正极材料是_____，电解质溶液是_____。 (2)放电时，电解质溶液中的H＋移向_____极。 (3)放电时，电解质溶液中硫酸的浓度____(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol电子时，理论上负极板的质量增加_____ g。 铅酸蓄电池的电极反应 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4， 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O， 电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 1.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A．锌筒是原电池的正极 B．石墨电极上发生氧化反应 C．铵根离子流向石墨电极 D．电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 2．(2023·济南高一期中)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 1．概念 一种将燃料(如_____、_____、_____)和氧化剂(如_____)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 2．特点 (1)清洁、安全、高效等。 (2)能量转化率可以达到_____以上。 (3)反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。 3．应用 在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。 4．氢氧燃料电池 思考1　(1)氢氧燃料电池的总反应方程式如何书写？ _____ _____ (2)如何判断氢氧燃料电池的正、负极？ _____ _____ 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，氢氧燃料电池正、负极反应如下： 电解质溶液 负极 正极 酸性(H＋) 2H2－4e－===4H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O 碱性(OH－) 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 特别提醒　在书写电极反应式时应看清溶液的酸碱性，酸性条件下不出现OH－，碱性条件下不出现H＋。 思考2　写出导电介质为固体电解质时的正、负极反应。 介质 电池反应：2H2＋O2===2H2O 负极 正极 负极 正极 1．判断正误 (1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(　　) (2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　) (3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　) (4)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　) 2．(2022·江西新余 ... ...