第六章　第一节　第3课时　化学电池--人教版高中化学必修第二册同步课件+讲义+专练（新教材）

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DISANKESHI一次电池　二次电池 / 燃料电池 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练化学电池第六章第3课时核心素养 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，了解常见化学电池的工作原理。内容索引随堂演练　知识落实课时对点练一、一次电池　二次电池二、燃料电池一次电池　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_____________。④特点：放电后不能充电，便于携带，价格低。不能无法负极Zn－2e－===Zn2＋正极二氧化锰作电解质溶液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。氧化还原反应逆向进行铅酸蓄镍氢锂离子(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细( )(2)充电电池可以无限制地反复充电、放电( )(3)二次电池充电时化学能转化为电能( )×正误判断××深度思考铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋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)工作时，电解质溶液中的H＋移向__________极。(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。PbPbO2稀硫酸PbO2(或正)减小深度思考(4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol e－时，理论上负极板的质量增加___g。96归纳总结应用体验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√锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。2.(2022·浙江舟山调研)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＋2BiF3 3MgF2＋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－===MgF2B.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√放电时，Mg作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Mg＋2F－－2e－===MgF2，A项正确；放电时，电子从镁电极流出，经导线流向正极，B项错误；原电池是把化学能转化为电能的装置，但化学能不可能100%转化为电能，还有部分转化为热能等，C项错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故F－向负极移动，D项错误。返回燃料电池 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。氢气甲烷乙醇氧气80%4.氢氧燃料电池氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，均为2H2＋O2===2H2O。但正、负极反应与电解质溶液有关，正、负极反应如下：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＋。(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( )×正误判断××××深度思考将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。(1)实验测得OH－定向移向A电极，则____(填“A”或“B”)电极入口通CH4，其电极反应式为_________________________________，另一电极的电极反应式为_______________________。AO2＋4e－＋2H2O===4OH－深度思考(2)若将电解质溶液更换为稀H2SO4，实验测得B电极附近的pH减小，则A处电极入口通入的气体是____，其电极反应式为______________________，B电极的电极反应式为____________________________。O2O2＋4e－＋4H＋===2H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋B电极附近的pH减小，说明酸性增强，有H＋生成，B电极为负极，通入CH4，则A电极入口通入O2，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；在稀H2SO4溶液中，B电极CH4失电子被氧化为CO2，则电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。应用体验1.(2022·江西新余市第一中学高一期末)国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是A.电池工作时，电解质溶液中的H＋向b极 移动B.a极发生的电极反应为H2＋2e－＋2OH－ ===2H2OC.b极为正极，发生氧化反应D.当外电路有1 mol电子转移时，b极消耗5.6 L O2√电池工作时，H＋移向正极，故A正确；a极发生的电极反应为H2－2e－===2H＋，故B错误；b极为正极，发生还原反应，故C错误；题目中未说明标准状况，无法计算氧气的物质的量，故D错误。2.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是A.负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B.负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC.随着放电的进行，溶液的OH－浓度不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动√返回随堂演练　知识落实 1.如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法正确的是A.铁环作为柠檬电池的正极B.电流由铁环经导线流向发光二极管C.负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋D.可将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置1234√铜线、铁环插入柠檬，制成柠檬电池，由于活泼性：Fe＞Cu，所以铜线是柠檬电池的正极，铁环是柠檬电池的负极，故A项错误；电子由负极铁环经导线流向发光二极管，再由发光二极管流向铜线，故B项错误；负极发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，故C项正确；乙醇溶液为非电解质溶液，不能将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置，故D项错误。12342.下列电池工作时，O2在正极得电子的是1234√氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应。093.(2022·黑龙江大庆中学高一期中)纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是A.电池的正极发生还原反应B.Zn为负极，发生氧化反应，反应过程中失去电子C.电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极D.电池使用时，电子由Zn极经电解质溶液流向Ag2O极1234√电池正极发生的是还原反应，故A正确；根据电池的总反应可知，Zn的化合价升高，失去电子，作负极，发生氧化反应，故B正确；电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极，故C正确；电子由负极经导线流向正极，电子不能进入电解质溶液中，故D错误。12344.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是A.Fe极为电池正极B.KOH溶液为电池的电解质溶液C.电子由多孔碳极沿导线移向Fe极D.5.6 g Fe参与反应，导线中转移 1.204×1023个电子1234√该电池中铁失去电子为电池负极，A项错误；KOH溶液为电池的电解质溶液，B项正确；电子由Fe极沿导线移向多孔碳极，C项错误；根据电池反应3Fe＋2O2===Fe3O4可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol电子，故5.6 g Fe参与反应，导线中转移约1.605×1023个电子，D项错误。1234返回课时对点练 题组一　一次电池、二次电池1.下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是123456789101112131415√铅酸蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电，属于可充电电池，是二次电池；锌锰干电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池。1234567891011121314152.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＋2MnO(OH)，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.电池工作时，每消耗6.5 g锌，线路中会 转移0.2NA个电子123456789101112131415√锌筒作负极，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；锌为负极，失电子发生氧化反应，每消耗6.5 g Zn，即0.1 mol锌，则失去0.2 mol电子，故线路中转移0.2NA个电子，D正确。1234567891011121314153.(2022·南京期中)汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是A.负极反应式：Pb－2e－＋ ===PbSO4B.电池放电时，溶液的酸性增强C.PbO2得电子，被氧化D.PbO2是电池的负极√123456789101112131415Pb失电子作负极，电极反应式为Pb＋－2e－===PbSO4，故A正确；放电时，硫酸参加反应，导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的酸性减弱，故B错误；PbO2得电子，被还原，故C错误；根据电池反应式知，PbO2在反应中得电子，Pb元素的化合价由＋4变为＋2，所以二氧化铅作正极，故D错误。1234567891011121314154.一种锂水电池以锂和钢板为电极，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电，总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。下列有关该电池的说法错误的是A.锂极为负极B.OH－移向正极C.H2为正极产物D.电子由锂经导线流向钢板123456789101112131415√由方程式可知，Li失去电子，发生氧化反应，作负极，则钢板作正极，A项正确；正极上的电极反应式为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，可知氢气为正极产物，C项正确；电子会从负极流向正极，即电子由锂经导线流向钢板，D项正确。1234567891011121314155.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列说法不正确的是A.原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB.负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2C.工作时，负极区溶液中c(OH－)减小D.溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动√123456789101112131415根据电池总反应式知，Zn失电子发生氧化反应，故Zn作负极，Ag2O作正极，故A正确；负极发生反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，消耗OH－，负极区溶液中c(OH－)减小，正极上发生反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，正极区溶液中c(OH－)增大，故B、C正确；放电时，电解质溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故D错误。123456789101112131415题组二　燃料电池6.(2022·济南高一检测)目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B.燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应C.在此循环中发生了反应：2H2O 2H2↑ ＋O2↑D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的 光照条件下分解水的催化剂√123456789101112131415此循环过程中利用太阳能将H2O分解为H2和O2，然后利用氢氧燃料电池将化学能转化为电能，循环过程中并没有发生电解水的反应。1234567891011121314157.某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是A.a极是负极，该电极上发生氧化反应B.b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.电池总反应为2H2＋O2===2H2OD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源123456789101112131415√A项，a极通入H2，为负极，电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O，发生的是氧化反应；B项，b极通入O2，为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；C项，正、负极电极反应式相加可得电池总反应为2H2＋O2===2H2O；D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。1234567891011121314158.(2022·武汉高一检测)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A.Pt电极上发生的是氧化反应B.外电路中，电子从Pt电极流向NiO电极C.NiO电极上的电极反应式为NO＋O2－－ 2e－===NO2D.O2的电极反应产物是H2O123456789101112131415√由离子的定向移动可知NiO电极为原电池的负极， Pt电极为原电池的正极，发生还原反应，A错误；NiO电极为原电池的负极，外电路中，电子从NiO电极流向Pt电极，B错误；NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2，C正确；Pt电极为原电池的正极，O2的电极反应产物是O2－，D错误。1234567891011121314159.(2022·昆明市第三中学高一期中)化学电源在日常生活和高科技领域中有广泛应用，下列说法错误的是A.甲：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－B.乙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄C.丙：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降D.丁：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加√123456789101112131415甲为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，故A正确；乙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故B正确；123456789101112131415丙为氢氧燃料电池，放电过程中不断生成水，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故C正确；丁中Zn为负极，Cu为正极，原电池工作时Zn2＋向Cu电极方向移动，硫酸中氢离子得电子生成氢气，故溶液中H＋浓度减小，故D错误。12345678910111213141510.固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2－在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是①多孔电极a为负极②a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－③b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O④该电池的总反应式为2H2＋O2 2H2OA.①② B.②④ C.②③ D.③④123456789101112131415√图中电子由多孔电极b通过导线流向多孔电极a，多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，①错误；a极对应的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，②错误；b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O，③正确；根据正、负极得失电子数相等，将正、负极电极反应式相加，该电池的总反应式为2H2＋O2 2H2O，④正确。12345678910111213141511.(2022·贵州黔东南高一期中)Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其原理示意图如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是A.Li为电池的正极，发生氧化反应B.电流由Li经负载，流向FeS2极C.正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好√123456789101112131415根据分析，Li为电池负极，发生氧化反应，A错误；Li为负极，电流应从正极流出，B错误；FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－，C正确；将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，Li和水发生氧化还原反应生成氢气，所以不能将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，D错误。12345678910111213141512.最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是A.右边吸附层中发生氧化反应B.负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=== 2H2OC.当右边吸附层中产生标准状况下2.24 L氢 气时，电子在溶液中通过了0.2 molD.电解质溶液中Na＋向左移动， 向右移动√123456789101112131415由电子流向可知，右边吸附层为正极，发生还原反应，故A错误；由电子流向可知，左边吸附层为负极，发生氧化反应，电极反应式是H2－2e－＋2OH－===2H2O，故B正确；电子不能通过溶液，故C错误；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以电解质溶液中Na＋向右移动， 向左移动，故D错误。12345678910111213141513.(2022·西安调研)利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如图所示，该装置能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染。下列说法错误的是A.电极B为正极，发生还原反应B.当有0.5 mol NO2参与反应时，外电路中转 移3 mol电子C.电池工作时，OH－从右向左移动D.电极B的电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－√123456789101112131415根据电池总反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，NO2得电子发生还原反应，NH3失电子发生氧化反应，则通入NH3的电极A为负极，通入NO2的电极B为正极，A项正确；根据电池总反应可知，当有6 mol NO2参与反应时，外电路中转移24 mol e－，则当有0.5 mol NO2参与反应时，外电路中转移电子的物质的量为0.5 mol× ＝2 mol，B项错误；原电池工作时，阴离子移向负极，故OH－从右向左移动，C项正确；电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，D项正确。12345678910111213141514.(1)银锌电池是一种常见的化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作原理如图所示。①在装置中Ag2O作____(填“正”或“负”)极发生_________(填“还原反应”或“氧化反应”)，电极反应式为______________________________。②在装置中Zn作___(填“正”或“负”)极，发生_________(填“还原反应”或“氧化反应”)，电极反应式为__________________________。123456789101112131415正还原反应Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－负氧化反应Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2(2)将用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CO和O2，则发生了原电池反应，该原电池中的负极反应式为________________________________；正极反应式为_________________________。1234567891011121314152CO－4e－＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－15.(1)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___。②放电时，正极发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为 ＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为_________________________。③放电时，___(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。123456789101112131415Zn还原Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正123456789101112131415高铁电池放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式，正极生成OH－，故正极附近溶液碱性增强。(2)锂锰电池的结构示意图如右，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。①外电路的电流方向是由___极流向___极(填字母)。 该电池中Li失去电子生成Li＋，所以Li作电池的负极，则a是负极，b是正极，所以外电路中的电流方向由正极流向负极，所以从b流向a。123456789101112131415b　 a②正极材料是______。 123456789101112131415MnO2③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？___(填“是”或“否”)；原因是______________________________。不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，与水反应，无法参与原电池反应，不能产生电流。123456789101112131415否电极Li是活泼金属，能与水反应返回