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第22讲 化学电源-备战2024年高考化学一轮复习精品课件（全国通用）
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这是一份第22讲 化学电源-备战2024年高考化学一轮复习精品课件（全国通用），共18页。PPT课件主要包含了考点1一次电池，KOH，Ag2O，铅蓄电池总反应，放电过程，充电过程，燃料电池的规律等内容，欢迎下载使用。
概念：只能使用一次，不能充电复原继续使用
1．碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2。负极材料：_____。电极反应：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2。正极材料：碳棒。电极反应：_________________________________________。
2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－
2．纽扣式锌银电池总反应：_______________________________。
Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag
电解质是_______。负极材料：____。电极反应：__________________________。正极材料：_______。电极反应：_________________________________。
Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
8Li－8e－＝8Li＋
结合教材选修4 P76表4－1，试从不同角度说明锂电池比锌锰电池性能更优异。________________________________________________________________________________________________________________________________________
锂电池与锌锰电池相比优点有：①电压高，②比能量高，③工作温度范围大，④可贮存时间长。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池 ( )(2)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁做电极材料 ( )(3)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可贮存时间长 ( )
2．（2022·四川德阳·二模）如图所示的锂—二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的嵌入式反应，电池总反应为Li＋MnO2＝LiMnO2。下列说法错误的是（ ）
A．锂片做负极，发生氧化反应 B．放电时，正极反应为：MnO2+Li++e-=LiMnO2 C．高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中 D．放电时，电子移动方向为：电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1
3．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，电流总反应式为：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s 下列说法错误的是（ ） A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极电极反应式为： 2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C．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02 ml电子，锌的质量理论上减小65 g
考点 2 二次电池：放电后能充电复原继续使用
Pb(s)＋SO42- (aq)－2e- ＝PbSO4 (s)
正极： 。
PbO2(s)＋4H+(aq)＋SO42- (aq)＋2e-＝PbSO4 (s)＋2H2O(l)
负极： 。
PbSO4 (s)＋2e- ＝Pb(s)＋SO42- (aq)
阴极： 。
阳极： 。
2PbSO4 (s)＋2H2O(l)－2e-＝PbO2(s)＋H+(aq)＋SO42-(aq)
根据教材选修4 P76铅蓄电池的工作原理，归纳可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？
(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加 ( )(2)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2 ml电子时，消耗0.1 ml H2SO4 ( )
2 ．“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是（ ） A．电池反应中有NaCl生成 B．电池的总反应是金属钠还原三个铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e-＝Ni＋2Cl- D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
3 ．（2021·浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是（ ）A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
考点 3 “高效、环境友好”的燃料电池
2H2－4e－＋4OH－＝4H2O
1．（2021·山东高考真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH－O2、N2H4－O2、(CH3)2NNH2－O2清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ） A．放电过程中，K+均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2－O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1mlO2时，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
2．航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2＋O2＝2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2－4e-＝4H+ ，则其正极反应式为 。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2＋2H2O＋4e-＝4OH-，则其负极反应可表示为 。
O2＋4e-＋4H+＝2H2O
2H2－4e-＋4OH-＝4H2O
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用
1．（2022·贵州遵义·二模）镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．放电时b极为正极 B．放电时a极的反应：Cd＋2e－＋2OH－＝Cd(OH)2 C．充电时电流的方向：外电源正极→b极→电解质溶液→a极 D．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2ml e－，阴极生成0.2gH2
2．（2022·四川绵阳·二模）科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成NH3，证明了H2O作为氢源的可行性。以H2O替换H2作为氢源，可以免除H2的生产和提纯成本，进一步降低氨的生产成本，且可以以最小的成本生产纯O2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．氨电极为阴极，电极反应为N2+6H++6e-=2NH3 B．在外电场作用下，H+由氢电极经固体电解质移 C．每制得1mlNH3，理论上消耗1.5ml H2同时得到48g氧气 D．若在氢电极通入水蒸气和甲烷，电极反应为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
概念：只能使用一次，不能充电复原继续使用
1．碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2。负极材料：_____。电极反应：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2。正极材料：碳棒。电极反应：_________________________________________。
2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－
2．纽扣式锌银电池总反应：_______________________________。
Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag
电解质是_______。负极材料：____。电极反应：__________________________。正极材料：_______。电极反应：_________________________________。
Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
8Li－8e－＝8Li＋
结合教材选修4 P76表4－1，试从不同角度说明锂电池比锌锰电池性能更优异。________________________________________________________________________________________________________________________________________
锂电池与锌锰电池相比优点有：①电压高，②比能量高，③工作温度范围大，④可贮存时间长。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池 ( )(2)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁做电极材料 ( )(3)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可贮存时间长 ( )
2．（2022·四川德阳·二模）如图所示的锂—二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的嵌入式反应，电池总反应为Li＋MnO2＝LiMnO2。下列说法错误的是（ ）
A．锂片做负极，发生氧化反应 B．放电时，正极反应为：MnO2+Li++e-=LiMnO2 C．高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中 D．放电时，电子移动方向为：电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1
3．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，电流总反应式为：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s 下列说法错误的是（ ） A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极电极反应式为： 2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C．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02 ml电子，锌的质量理论上减小65 g
考点 2 二次电池：放电后能充电复原继续使用
Pb(s)＋SO42- (aq)－2e- ＝PbSO4 (s)
正极： 。
PbO2(s)＋4H+(aq)＋SO42- (aq)＋2e-＝PbSO4 (s)＋2H2O(l)
负极： 。
PbSO4 (s)＋2e- ＝Pb(s)＋SO42- (aq)
阴极： 。
阳极： 。
2PbSO4 (s)＋2H2O(l)－2e-＝PbO2(s)＋H+(aq)＋SO42-(aq)
根据教材选修4 P76铅蓄电池的工作原理，归纳可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？
(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加 ( )(2)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2 ml电子时，消耗0.1 ml H2SO4 ( )
2 ．“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是（ ） A．电池反应中有NaCl生成 B．电池的总反应是金属钠还原三个铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e-＝Ni＋2Cl- D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
3 ．（2021·浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是（ ）A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
考点 3 “高效、环境友好”的燃料电池
2H2－4e－＋4OH－＝4H2O
1．（2021·山东高考真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH－O2、N2H4－O2、(CH3)2NNH2－O2清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ） A．放电过程中，K+均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2－O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1mlO2时，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
2．航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2＋O2＝2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2－4e-＝4H+ ，则其正极反应式为 。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2＋2H2O＋4e-＝4OH-，则其负极反应可表示为 。
O2＋4e-＋4H+＝2H2O
2H2－4e-＋4OH-＝4H2O
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用
1．（2022·贵州遵义·二模）镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．放电时b极为正极 B．放电时a极的反应：Cd＋2e－＋2OH－＝Cd(OH)2 C．充电时电流的方向：外电源正极→b极→电解质溶液→a极 D．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2ml e－，阴极生成0.2gH2
2．（2022·四川绵阳·二模）科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成NH3，证明了H2O作为氢源的可行性。以H2O替换H2作为氢源，可以免除H2的生产和提纯成本，进一步降低氨的生产成本，且可以以最小的成本生产纯O2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．氨电极为阴极，电极反应为N2+6H++6e-=2NH3 B．在外电场作用下，H+由氢电极经固体电解质移 C．每制得1mlNH3，理论上消耗1.5ml H2同时得到48g氧气 D．若在氢电极通入水蒸气和甲烷，电极反应为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
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