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苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化精品ppt课件
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这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化精品ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，化学电源及其分类，课时对点练，重金属，锂离子，正误判断，应用体验，石墨棒，二氧化锰，Ag2O等内容，欢迎下载使用。
1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池反应过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。
2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。
二、常见的一次电池和二次电池
1.化学电源的分类(1)化学电源按其反应原理常分为如下三类：①一次电池：一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是干电池。②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再 使活性物质获得再生。③燃料电池：是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池。
(2)化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。2.判断电池优劣的主要标准(1)比能量：电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位是(w·h)·kg－1或(w·h)·L－1。(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。(3)电池可储存时间的长短。
3.化学电池的回收利用使用后的废旧电池中含有大量的 和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废旧电池要进行回收利用。4.化学电源的发展方向不断研制小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池，如 电池、 电池等。
(1)化学电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池和中性电池( )(2)放电后不能再使用的电池称为一次电池，如锌锰干电池等( )(3)可充电、放电循环进行的铅蓄电池、镍氢电池等是二次电池( )(4)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池( )
1.化学电池与其他能源相比有何优点？
提示 与其他能源相比，化学电池的能量转换效率较高，供能稳定，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组，使用方便，易于维护，可在各种环境下工作。
2.若废旧电池不回收利用而随处丢弃会产生怎样的危害？
提示 使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
1.下列说法错误的是A.依据原电池的工作原理设计出了化学电源B.原电池是化学电源的雏形C.判断电池的正、负极只需看其正、负极材料的活动性D.氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源
判断电池的正、负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。
2.随着人们生活质量的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属对土壤和水源造成污染C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极
汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。
常见的一次电池和二次电池
1.一次电池(1)锌锰干电池
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
(2)银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点
负极反应物： ，正极反应物： ，电解质溶液： 。总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag①负极反应式是 ；
②正极反应式是 。
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
2.二次电池Ⅰ.铅蓄电池是常见的二次电池，其放电反应和充电反应表示如下：
(1)负极是 ，正极是 ，电解质是 。(2)放电反应原理①负极反应式是 ；②正极反应式是 ；③放电过程中，负极质量的变化是 ，电解质溶液pH的变化是 。
(3)充电反应原理①阴极(发生还原反应)反应式 ；②阳极(发生氧化反应)反应式是______________________________________；③充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。Ⅱ.新型二次电池：镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、 电池和_______电池等。
(1)二次电池的放电过程，负极质量一定减小( )(2)锂电池由于Li的性质活泼所以不能用水溶液作电解质( )(3)铅蓄电池充电时，正极接直流电源正极，发生还原反应( )(4)铅蓄电池充电时，溶液pH将增大( )(5)锂离子电池放电时，Li＋移向正极区( )
关于铅蓄电池：(1)充、放电时互为逆向过程，是可逆反应吗？
提示 二次电池的充电反应和放电反应是两个相反的过程，但反应条件不同，不是可逆反应。
(2)在充、放电过程中，溶液的pH分别如何变化？
提示 根据电池的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O可作出判断。放电时，消耗硫酸，pH增大；充电时，生成硫酸，pH减小。
(3)如何判断铅蓄电池是否需要充电？
提示 由电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O可以看出，随着放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减小，因此根据硫酸密度的大小可以判断是否需要充电。
(4)放电完成时，正、负极的质量如何变化？
1.在碱性锌锰电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列有关该电池的电极反应式的书写正确的是A.负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋B.负极反应式为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋C.正极反应式为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOHD.正极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
该电池中，Zn元素化合价由0变为＋2，所以Zn作负极，Mn元素化合价由＋4变为＋3，所以二氧化锰作正极，根据电池总反应知，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是_____，放电时负极反应式为________________________________。(2)放电时，正极发生______(填“氧化”或“还原”)反应，正极反应式为______________________________________。放电时，____(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
6e－===3Zn(OH)2
3.锂空气电池放电时的工作原理如图所示。根据图示解答下列问题：
(1)放电时Li＋由___极向_____极移动(填字母)。(2)电极反应式：负极：____________________________；正极：_________________________；放电时电池总反应式为_______________________。
4Li＋4OH－－4e－===
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
(3)电解液a能否是氯化锂溶液：___(填“能”或“否”)，原因：_____________________________________。
能与水反应，电解质中不能含有水
化学电源电极反应式的书写(1)根据电源总反应式或装置确定正、负极的反应物；原电池的正极大多数只起导电作用，而化学电源的正极材料大多数得电子参与电极反应。(2)根据电源总反应式的产物或装置中微粒的种类确定产物。特别注意溶液的酸碱性和离子共存问题。(3)利用氧化还原配平方法配平电极反应式，运用原子守恒和电荷守恒进行检查。
题组一 化学电源及其分类1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是A.化学电池能将化学能转化为电能B.铅蓄电池能无限制地反复充电、放电C.铅蓄电池在放电时，硫酸的浓度变小D.普通锌锰干电池属于一次电池
化学电池属于原电池，工作时能将化学能转化为电能，故A正确；充电电池可反复充电使用，但有使用寿命，不能无限制使用，当电解质和电极发生变质时，则电池不能再使用，故B错误；锌锰干电池放电完全后不能再充电使用，是一次电池，故D正确。
2.关于化学电源：①银锌纽扣电池；②氢氧燃料电池；③锌锰干电池；④铅蓄电池；⑤锂电池，有关说法正确的是A.②和③都属于绿色电池B.①和④都属于二次电池C.①和③都属于一次电池D.⑤的电解液可为水溶液
③锌锰干电池不是绿色电池，废弃后会对环境产生污染，故A错误；①银锌纽扣电池不能反复充放电，属于一次电池，④铅蓄电池属于二次电池，故B错误；①银锌纽扣电池和③锌锰干电池完全放电后不能充电，都是一次电池，故C正确；⑤锂电池中负极为金属锂，锂是活泼金属，能与水反应，所以⑤锂电池的电解液不可以是水溶液，故D错误。
题组二 一次电池3.锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，锌和石墨为电极材料。该电池总反应为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法不正确的是A.石墨作正极B.锌电极发生氧化反应C.电池工作时，电子从锌电极经过电解液流向石墨电极D.负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
该电池工作时，Zn为负极，石墨作正极，故A正确；原电池工作时，电子由负极Zn经过导线流向正极石墨，不能进入溶液中，故C错误；该电池工作时，Zn为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)2，负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故B、D正确。
4.日常所用干电池的电极分别为碳棒(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)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋， ＋2e－===2NH3↑＋H2↑{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是A.Zn极失去电子，发生还原反应B.Zn为负极，碳为正极C.工作时电流由碳棒经外电路流向Zn极D.长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器
由电极反应可知，Zn发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极；电子由锌极流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反；长时间连续使用时，MnO2吸收较多H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。
5.普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH，下列说法不正确的是A.石墨作正极B.锌发生氧化反应C.电池工作时，电子从石墨经导线流向锌D.正极的电极反应为 ＋MnO2＋e－=== MnOOH＋NH3
锌筒为负极，石墨作正极，故A正确；电池中锌失去电子，发生氧化反应，故B正确；电池中电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，故C错误；
正极得电子发生还原反应，所以正极的电极反应为 ＋MnO2＋e－===MnOOH＋NH3，故D正确。
6.锂锰电池具有高倍率放电性能且电压稳定，是常用的贮存性能优良的一次电池。其工作原理如图所示，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下说法错误的是A.a极为电池的负极B.可以用水代替有机溶剂C.外电路中电子由a极流向b极D.b极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
根据图示装置可确定Li电极为负极，A项正确；若用水代替有机溶剂，水能与金属Li直接发生化学反应，B项错误；原电池中电子从负极a流出经导线流向正极b，C
项正确；MnO2在正极发生还原反应生成LiMnO2，其电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2，D项正确。
题组三 二次电池7.铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应式：Pb＋PbO2＋4H＋＋ ===2PbSO4＋2H2O。则下列说法不正确的是A.电池工作时，溶液中H＋移向PbO2板B.铅蓄电池是二次电池，放电时化学能转化为电能C.电池工作时，负极反应：Pb－2e－===Pb2＋D.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板
铅蓄电池中Pb板为负极，PbO2板为正极，电池工作时，溶液中H＋移向正极PbO2板，故A正确；铅蓄电池能多次充放电，属于二次电池，放电时是原电池，将化学能转化为电能，故B正确；铅蓄电池中Pb板为负极，电极反应式为Pb－2e－＋ ===PbSO4，故C错误；铅蓄电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，即电子由Pb板通过导线流向PbO2板，故D正确。
8.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是A.放电时电解质溶液中的OH－向正极移动B.放电时负极电极反应式：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2C.放电时负极附近溶液的碱性增强D.放电时正极电极反应式：NiOOH＋H2O＋2e－===Ni(OH)2＋OH－
放电时，电解质溶液中的氢氧根离子向负极移动，故A项错误；放电时，负极电极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故B项正确，故C项错误；放电时正极电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故D项错误。
9.氢镍电池是近年开发出的可充电电池，电池的总反应为 H2＋NiOOH Ni(OH)2，下列叙述正确的是A.电池充电时，镍元素被还原B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，只有氢元素被氧化D.电池放电时，氢气中氢元素被氧化
电池充电时，镍元素的化合价升高，被氧化，A项错误；电池放电时，正极反应为NiOOH＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2，镍元素被还原，B项错误；电池充电时，氢元素的化合价降低，被还原，C项错误；电池放电时，氢元素的化合价升高，则氢气中氢元素被氧化，D项正确。
题组四 新型电池10.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－，有关该电池的说法正确的是A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电
由电池反应式看出，Mg是还原剂，AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，故A项错误；金属Mg作负极，其电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，故B项错误；因为该电池能被海水激活，故KCl溶液也可以激活该电池，故C项错误；该电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故D项正确。
11.液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替H2SO4作为电解质，该电池充、放电的总反应为2Pb2＋＋2H2O Pb＋PbO2＋4H＋，下列说法不正确的是A.放电时，电极质量均减小B.放电时，正极反应是PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2OC.充电时，阴极反应为Pb2＋＋2e－===PbD.充电时，溶液中的pH增大
电池放电时，负极反应为Pb－2e－===Pb2＋，正极反应为PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O，则放电时，电极质量均减小，A、B项正确；充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为Pb2＋＋2e－===Pb，C项正确；充电时，由总反应2Pb2＋＋2H2O===PbO2＋Pb＋4H＋知溶液的pH减小，D项错误。
12.锂－空气电池是一种可充放电池，电池反应为2Li＋O2===Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如下。下列说法正确的是A.可选用有机电解液或水性电解液B.含催化剂的多孔电极为电池的负极C.放电时正极的电极反应式为O2＋ 2Li＋ ＋ 2e－===Li2O2D.充电时锂电极应连接外接电源的正极
应选用有机电解液，水性电解液会与Li直接反应，故A错误；含催化剂的多孔电极为电池的正极，故B错误；
放电时正极的电极反应式为O2 ＋ 2Li＋＋ 2e－===Li2O2，故C正确；充电时锂电极应连接外接电源的负极发生电极反应： Li＋＋ e－===Li，故D错误。
13.已知LiAl/FeS电池是一种新型的车载可充电电池，该电池采用Li＋交换膜。对该电池充电时，阳极的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS。下列有关该电池的说法正确的是A.化合物LiAl具有强还原性，作负极材料B.放电时，电子从LiAl极经过Li＋交换膜流向FeS极C.放电时发生的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋FeD.为了延长电池的使用寿命，可以隔一段时间添加含电解质的水溶液
LiAl是合金，不是化合物，A不正确；放电时，电子从LiAl极经过外电路流向FeS极，B不正确；放电时发生的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，C正确；负极材料易与水发生反应，故不能用含电解质的水溶液，D不正确。
14.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A.该装置是将电能转变为化学能B.正极的电极反应为 －2e－=== 2CO2↑C.每得到1 ml草酸铝，电路中转移3 ml电子D.利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳
“碳呼吸电池”将化学能转变为电能。由图可知，二氧化碳在正极上得电子生成草酸根离子，电极反应式为2CO2＋2e－=== ；由图可知，金属铝为负极，失电子生成草酸铝，每得到1 ml草酸铝，电路中转移3 ml×2＝6 ml电子；“碳呼吸电池”能消耗二氧化碳气体，利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳。
15.锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电池反应为FePO4(s)＋Li(s) LiFePO4(s)，装置如图：
(1)该电池不能用电解质水溶液，原因是___________________________________________________。(2)放电时，b极的电极反应式是___________________________。
金属锂可与水发生反应(或2Li
＋2H2O===2LiOH＋H2↑)
FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
根据锂离子电池的电池反应式可知，放电时，Li的化合价升高，被氧化，a为原电池的负极，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋；b为正极，正极上发生还原反应，电极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
16.镁—H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量酸)。(1)该电池负极反应式为___________________。
Mg－2e－===Mg2＋
镁—H2O2酸性电池中，镁为活泼金属，应为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋。
(2)电池工作时，正极周围海水的pH_______(填“增大”或“减小”)。
原电池工作时，正极发生还原反应，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由于不断消耗H＋，使溶液中c(H＋)逐渐减小，正极周围海水的pH逐渐增大。
(3)溶液中的H＋向______(填“负极”或“正极”)移动。
H＋是阳离子，在原电池中，溶液中的阳离子向正极移动。
(4)电池总反应为_______________________________。
Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，将正极、负极的电极反应式相加，就可得到该原电池的总反应：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
17.Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为____，发生的电极反应为______________。
Li－e－===Li＋
分析反应中元素的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)，失电子：Li－e－===Li＋。
(2)电池正极发生的电极反应为________________________________。
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物为Cl－、S、SO2(或用总反应减去负极反应)。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴入SOCl2中，实验现象是________________________________，反应的化学方程式为_____________________________。
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________________。
要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应
(5)熔融状态下，钠的单质和FeCl2能组成可充电电池(装置如图)，反应原理为2Na＋FeCl2===Fe＋2NaCl。放电时，电池的正极反应为__________________；该电池的电解质为______________。
Fe2＋＋2e－===Fe
1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池反应过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。
2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。
二、常见的一次电池和二次电池
1.化学电源的分类(1)化学电源按其反应原理常分为如下三类：①一次电池：一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。使用最广泛的一次电池是干电池。②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再 使活性物质获得再生。③燃料电池：是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池。
(2)化学电源按其电解质性质可分为中性电池、酸性电池、碱性电池。2.判断电池优劣的主要标准(1)比能量：电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位是(w·h)·kg－1或(w·h)·L－1。(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。(3)电池可储存时间的长短。
3.化学电池的回收利用使用后的废旧电池中含有大量的 和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废旧电池要进行回收利用。4.化学电源的发展方向不断研制小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池，如 电池、 电池等。
(1)化学电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池和中性电池( )(2)放电后不能再使用的电池称为一次电池，如锌锰干电池等( )(3)可充电、放电循环进行的铅蓄电池、镍氢电池等是二次电池( )(4)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池( )
1.化学电池与其他能源相比有何优点？
提示 与其他能源相比，化学电池的能量转换效率较高，供能稳定，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组，使用方便，易于维护，可在各种环境下工作。
2.若废旧电池不回收利用而随处丢弃会产生怎样的危害？
提示 使用后的废旧电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
1.下列说法错误的是A.依据原电池的工作原理设计出了化学电源B.原电池是化学电源的雏形C.判断电池的正、负极只需看其正、负极材料的活动性D.氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源
判断电池的正、负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。
2.随着人们生活质量的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属对土壤和水源造成污染C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极
汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。
常见的一次电池和二次电池
1.一次电池(1)锌锰干电池
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
(2)银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点
负极反应物： ，正极反应物： ，电解质溶液： 。总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag①负极反应式是 ；
②正极反应式是 。
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
2.二次电池Ⅰ.铅蓄电池是常见的二次电池，其放电反应和充电反应表示如下：
(1)负极是 ，正极是 ，电解质是 。(2)放电反应原理①负极反应式是 ；②正极反应式是 ；③放电过程中，负极质量的变化是 ，电解质溶液pH的变化是 。
(3)充电反应原理①阴极(发生还原反应)反应式 ；②阳极(发生氧化反应)反应式是______________________________________；③充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。Ⅱ.新型二次电池：镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、 电池和_______电池等。
(1)二次电池的放电过程，负极质量一定减小( )(2)锂电池由于Li的性质活泼所以不能用水溶液作电解质( )(3)铅蓄电池充电时，正极接直流电源正极，发生还原反应( )(4)铅蓄电池充电时，溶液pH将增大( )(5)锂离子电池放电时，Li＋移向正极区( )
关于铅蓄电池：(1)充、放电时互为逆向过程，是可逆反应吗？
提示 二次电池的充电反应和放电反应是两个相反的过程，但反应条件不同，不是可逆反应。
(2)在充、放电过程中，溶液的pH分别如何变化？
提示 根据电池的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O可作出判断。放电时，消耗硫酸，pH增大；充电时，生成硫酸，pH减小。
(3)如何判断铅蓄电池是否需要充电？
提示 由电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O可以看出，随着放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减小，因此根据硫酸密度的大小可以判断是否需要充电。
(4)放电完成时，正、负极的质量如何变化？
1.在碱性锌锰电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列有关该电池的电极反应式的书写正确的是A.负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋B.负极反应式为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋C.正极反应式为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOHD.正极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
该电池中，Zn元素化合价由0变为＋2，所以Zn作负极，Mn元素化合价由＋4变为＋3，所以二氧化锰作正极，根据电池总反应知，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。
2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是_____，放电时负极反应式为________________________________。(2)放电时，正极发生______(填“氧化”或“还原”)反应，正极反应式为______________________________________。放电时，____(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
6e－===3Zn(OH)2
3.锂空气电池放电时的工作原理如图所示。根据图示解答下列问题：
(1)放电时Li＋由___极向_____极移动(填字母)。(2)电极反应式：负极：____________________________；正极：_________________________；放电时电池总反应式为_______________________。
4Li＋4OH－－4e－===
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
(3)电解液a能否是氯化锂溶液：___(填“能”或“否”)，原因：_____________________________________。
能与水反应，电解质中不能含有水
化学电源电极反应式的书写(1)根据电源总反应式或装置确定正、负极的反应物；原电池的正极大多数只起导电作用，而化学电源的正极材料大多数得电子参与电极反应。(2)根据电源总反应式的产物或装置中微粒的种类确定产物。特别注意溶液的酸碱性和离子共存问题。(3)利用氧化还原配平方法配平电极反应式，运用原子守恒和电荷守恒进行检查。
题组一 化学电源及其分类1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是A.化学电池能将化学能转化为电能B.铅蓄电池能无限制地反复充电、放电C.铅蓄电池在放电时，硫酸的浓度变小D.普通锌锰干电池属于一次电池
化学电池属于原电池，工作时能将化学能转化为电能，故A正确；充电电池可反复充电使用，但有使用寿命，不能无限制使用，当电解质和电极发生变质时，则电池不能再使用，故B错误；锌锰干电池放电完全后不能再充电使用，是一次电池，故D正确。
2.关于化学电源：①银锌纽扣电池；②氢氧燃料电池；③锌锰干电池；④铅蓄电池；⑤锂电池，有关说法正确的是A.②和③都属于绿色电池B.①和④都属于二次电池C.①和③都属于一次电池D.⑤的电解液可为水溶液
③锌锰干电池不是绿色电池，废弃后会对环境产生污染，故A错误；①银锌纽扣电池不能反复充放电，属于一次电池，④铅蓄电池属于二次电池，故B错误；①银锌纽扣电池和③锌锰干电池完全放电后不能充电，都是一次电池，故C正确；⑤锂电池中负极为金属锂，锂是活泼金属，能与水反应，所以⑤锂电池的电解液不可以是水溶液，故D错误。
题组二 一次电池3.锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，锌和石墨为电极材料。该电池总反应为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法不正确的是A.石墨作正极B.锌电极发生氧化反应C.电池工作时，电子从锌电极经过电解液流向石墨电极D.负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
该电池工作时，Zn为负极，石墨作正极，故A正确；原电池工作时，电子由负极Zn经过导线流向正极石墨，不能进入溶液中，故C错误；该电池工作时，Zn为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)2，负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故B、D正确。
4.日常所用干电池的电极分别为碳棒(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)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋， ＋2e－===2NH3↑＋H2↑{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是A.Zn极失去电子，发生还原反应B.Zn为负极，碳为正极C.工作时电流由碳棒经外电路流向Zn极D.长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器
由电极反应可知，Zn发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极；电子由锌极流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反；长时间连续使用时，MnO2吸收较多H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。
5.普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH，下列说法不正确的是A.石墨作正极B.锌发生氧化反应C.电池工作时，电子从石墨经导线流向锌D.正极的电极反应为 ＋MnO2＋e－=== MnOOH＋NH3
锌筒为负极，石墨作正极，故A正确；电池中锌失去电子，发生氧化反应，故B正确；电池中电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，故C错误；
正极得电子发生还原反应，所以正极的电极反应为 ＋MnO2＋e－===MnOOH＋NH3，故D正确。
6.锂锰电池具有高倍率放电性能且电压稳定，是常用的贮存性能优良的一次电池。其工作原理如图所示，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下说法错误的是A.a极为电池的负极B.可以用水代替有机溶剂C.外电路中电子由a极流向b极D.b极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
根据图示装置可确定Li电极为负极，A项正确；若用水代替有机溶剂，水能与金属Li直接发生化学反应，B项错误；原电池中电子从负极a流出经导线流向正极b，C
项正确；MnO2在正极发生还原反应生成LiMnO2，其电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2，D项正确。
题组三 二次电池7.铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应式：Pb＋PbO2＋4H＋＋ ===2PbSO4＋2H2O。则下列说法不正确的是A.电池工作时，溶液中H＋移向PbO2板B.铅蓄电池是二次电池，放电时化学能转化为电能C.电池工作时，负极反应：Pb－2e－===Pb2＋D.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板
铅蓄电池中Pb板为负极，PbO2板为正极，电池工作时，溶液中H＋移向正极PbO2板，故A正确；铅蓄电池能多次充放电，属于二次电池，放电时是原电池，将化学能转化为电能，故B正确；铅蓄电池中Pb板为负极，电极反应式为Pb－2e－＋ ===PbSO4，故C错误；铅蓄电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，即电子由Pb板通过导线流向PbO2板，故D正确。
8.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是A.放电时电解质溶液中的OH－向正极移动B.放电时负极电极反应式：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2C.放电时负极附近溶液的碱性增强D.放电时正极电极反应式：NiOOH＋H2O＋2e－===Ni(OH)2＋OH－
放电时，电解质溶液中的氢氧根离子向负极移动，故A项错误；放电时，负极电极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故B项正确，故C项错误；放电时正极电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故D项错误。
9.氢镍电池是近年开发出的可充电电池，电池的总反应为 H2＋NiOOH Ni(OH)2，下列叙述正确的是A.电池充电时，镍元素被还原B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，只有氢元素被氧化D.电池放电时，氢气中氢元素被氧化
电池充电时，镍元素的化合价升高，被氧化，A项错误；电池放电时，正极反应为NiOOH＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2，镍元素被还原，B项错误；电池充电时，氢元素的化合价降低，被还原，C项错误；电池放电时，氢元素的化合价升高，则氢气中氢元素被氧化，D项正确。
题组四 新型电池10.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－，有关该电池的说法正确的是A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电
由电池反应式看出，Mg是还原剂，AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，故A项错误；金属Mg作负极，其电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，故B项错误；因为该电池能被海水激活，故KCl溶液也可以激活该电池，故C项错误；该电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故D项正确。
11.液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替H2SO4作为电解质，该电池充、放电的总反应为2Pb2＋＋2H2O Pb＋PbO2＋4H＋，下列说法不正确的是A.放电时，电极质量均减小B.放电时，正极反应是PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2OC.充电时，阴极反应为Pb2＋＋2e－===PbD.充电时，溶液中的pH增大
电池放电时，负极反应为Pb－2e－===Pb2＋，正极反应为PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O，则放电时，电极质量均减小，A、B项正确；充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为Pb2＋＋2e－===Pb，C项正确；充电时，由总反应2Pb2＋＋2H2O===PbO2＋Pb＋4H＋知溶液的pH减小，D项错误。
12.锂－空气电池是一种可充放电池，电池反应为2Li＋O2===Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如下。下列说法正确的是A.可选用有机电解液或水性电解液B.含催化剂的多孔电极为电池的负极C.放电时正极的电极反应式为O2＋ 2Li＋ ＋ 2e－===Li2O2D.充电时锂电极应连接外接电源的正极
应选用有机电解液，水性电解液会与Li直接反应，故A错误；含催化剂的多孔电极为电池的正极，故B错误；
放电时正极的电极反应式为O2 ＋ 2Li＋＋ 2e－===Li2O2，故C正确；充电时锂电极应连接外接电源的负极发生电极反应： Li＋＋ e－===Li，故D错误。
13.已知LiAl/FeS电池是一种新型的车载可充电电池，该电池采用Li＋交换膜。对该电池充电时，阳极的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS。下列有关该电池的说法正确的是A.化合物LiAl具有强还原性，作负极材料B.放电时，电子从LiAl极经过Li＋交换膜流向FeS极C.放电时发生的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋FeD.为了延长电池的使用寿命，可以隔一段时间添加含电解质的水溶液
LiAl是合金，不是化合物，A不正确；放电时，电子从LiAl极经过外电路流向FeS极，B不正确；放电时发生的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，C正确；负极材料易与水发生反应，故不能用含电解质的水溶液，D不正确。
14.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A.该装置是将电能转变为化学能B.正极的电极反应为 －2e－=== 2CO2↑C.每得到1 ml草酸铝，电路中转移3 ml电子D.利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳
“碳呼吸电池”将化学能转变为电能。由图可知，二氧化碳在正极上得电子生成草酸根离子，电极反应式为2CO2＋2e－=== ；由图可知，金属铝为负极，失电子生成草酸铝，每得到1 ml草酸铝，电路中转移3 ml×2＝6 ml电子；“碳呼吸电池”能消耗二氧化碳气体，利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳。
15.锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电池反应为FePO4(s)＋Li(s) LiFePO4(s)，装置如图：
(1)该电池不能用电解质水溶液，原因是___________________________________________________。(2)放电时，b极的电极反应式是___________________________。
金属锂可与水发生反应(或2Li
＋2H2O===2LiOH＋H2↑)
FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
根据锂离子电池的电池反应式可知，放电时，Li的化合价升高，被氧化，a为原电池的负极，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋；b为正极，正极上发生还原反应，电极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
16.镁—H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量酸)。(1)该电池负极反应式为___________________。
Mg－2e－===Mg2＋
镁—H2O2酸性电池中，镁为活泼金属，应为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋。
(2)电池工作时，正极周围海水的pH_______(填“增大”或“减小”)。
原电池工作时，正极发生还原反应，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由于不断消耗H＋，使溶液中c(H＋)逐渐减小，正极周围海水的pH逐渐增大。
(3)溶液中的H＋向______(填“负极”或“正极”)移动。
H＋是阳离子，在原电池中，溶液中的阳离子向正极移动。
(4)电池总反应为_______________________________。
Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，将正极、负极的电极反应式相加，就可得到该原电池的总反应：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
17.Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为____，发生的电极反应为______________。
Li－e－===Li＋
分析反应中元素的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)，失电子：Li－e－===Li＋。
(2)电池正极发生的电极反应为________________________________。
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物为Cl－、S、SO2(或用总反应减去负极反应)。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴入SOCl2中，实验现象是________________________________，反应的化学方程式为_____________________________。
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
题中已给出信息：碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________________。
要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应
(5)熔融状态下，钠的单质和FeCl2能组成可充电电池(装置如图)，反应原理为2Na＋FeCl2===Fe＋2NaCl。放电时，电池的正极反应为__________________；该电池的电解质为______________。
Fe2＋＋2e－===Fe
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