充电时:
PbSO4(s)+2H2O(l)
阴极:PbSO4(s)+2e- Pb(s)+SO42-(aq) 阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e- PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq) 铅蓄电池放电和充电的总反应式:PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+2H2O(l)
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解析:在负极上 Li 从零价升至正价失去电子,A 项正确;充电时, 反应物只有一种,既发生氧化反应又发生还原反应,B 项正确;由于 Li 可以与水反应,故电解质应为非水材料,C 项正确;原电池中阳离子应 迁移至正极,故 D 项错误。
答案:D
二次电池反应应注意分析的问题: 1.放电、充电的方向; 2.电解质溶液酸碱性的变化; 3.正确表达得失电子数与物质之间的量的关系。
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3.二次电池——铅蓄电池 正极是 PbO2,负极是铅,两极均浸入 H2SO4 溶液中,且两极间用 微孔橡胶或微孔塑料隔开。 4.银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池,正极由 Ag2O 和少量石墨组成的正极 活性材料,负极填充锌。
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预习交流 3
(1)铅蓄电池的总反应为 :PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l),此反应是否属于可逆反应?
迁移与应用 市场上经常见到的标记为 Li ion 的电池称为“锂离子电池”。它 的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解 质为一种能传导 Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式
为:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。 下列说法不正确的是( ) A.放电时,负极的电极反应:Li-e- Li+ B.充电时,Li0.85NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应 C.该电池不能用水溶液作为电解质 D.放电过程中 Li+向负极移动
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预习导引
1.化学电池 (1)概念:是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要 部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极,使用时将两极用导 线接通,就有电流产生,因而获得电能。
①一次电池(如普通锌锰电池——干电池)
(2)分类
②二次电池(如铅蓄电池)
③燃料电池(如氢氧燃料电池)
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Ag2O+H2O+2e2Ag+2OHZn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag
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迁移与应用 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。 锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应 为:Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnOOH,下列说法错误的是 () A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OHC.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过 0.2 mol 电子,锌的质量理论上减少 6.5 g
预习交流 1
我们以前所学的原电池有哪些缺点?化学电池与其他能源相比 有哪些优点?
答案:缺点:反应一段时间后,就不会产生电流了,且携带不方便。 化学电池的优点:①能量转换效率高,供能稳定可靠。②可以制成各 种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便。③易维 护,可在各种环境下工作。
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2.二次电池
活动与探究 2
(1)铅蓄电池应用非常广泛,如日常生活中的电动自行车电池、
汽车上的电池等,请你写出铅蓄电池在放电和充电时的电极反应及
总反应。
答案:放电时:
负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- PbSO4(s) 正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-
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(2)通过上述铅蓄电池放电和充电时电极反应的书写,你发现放 电时负极反应与充电时阴极电极反应有什么关系?放电时正极反应 与充电时阳极反应有什么关系?
答案:铅蓄电池充电时阴极反应是放电时负极反应的逆反应;充 电时阳极反应是放电时正极反应的逆反应。(注:只是逆过程,整个反 应并非可逆反应)
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第二节 化学电源
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第 1 课时 一次电池 二次电池
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课前预习导学
目标导航
学习目标
重点难点
1.使学生了解日 2.了解常见化学电源的工作原理,学 会电极反应的书写
1.一次电池、二次电池的反应 原理、性能及其应用; 2.熟悉电极反应的书写技巧
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解析:电池工作时,锌作负极,失去电子,负极的电极反应为 Zn-2OH-+2e- Zn(OH)2,正极的电极反应为:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH-。在外电路,电子由负极流向正极。通过 0.2 mol 电 子,锌消耗 0.1 mol,其质量减少 6.5 g。
答案:C
电极反应的书写可以根据总反应中化合价变化、物质存在形式 以及正极反应与负极反应合起来为总反应的规律来书写。
答案:不是可逆反应,因反应条件不同。 (2)回收废旧电池有什么意义? 答案:废旧电池中含有汞、镉、铬、铅等大量毒性很强的重金属, 随处丢弃会给土壤、水源等环境造成严重的污染,并通过食物链给人 体健康造成威胁和危害。如果能回收再利用这些废旧电池,不仅可以 减少对我们生存环境的破坏,而且也是对资源的节约。
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课堂合作探究
问题导学
1.一次电池
活动与探究 1
请你完成下表两类电池的比较
一次电池
碱性锌锰电池
负极 反应
Zn+2OH--2e-
Zn(OH)2
正极 2MnO2+2H2O+2e反应 2MnOOH+2OH-
总 反 Zn+2MnO2+2H2O
应
2MnOOH+Zn(OH)2
银锌电池
Zn+2OH--2e- Zn(OH)2
2.一次电池 (1)碱性锌锰电池——干电池 碱性锌锰电池——干电池是用锌筒外壳作负极,正极是 MnO2, 电解质是氢氧化钾。
预习交流 2
碱性锌锰电池有哪些优点、有哪些缺点? 答案:优点:比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续 放电;缺点:多数只能使用一次,不能充电,价格较贵。 (2)银锌电池——纽扣电池 正极 Ag2O,负极锌,电解质溶液为 KOH 溶液,电池总反 应:Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2。