《化学电源》学案4
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约3050字。
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
【考纲要求】
了解常见化学电源的种类及其工作原理。
【自主学习】
阅读课本P74---P78,思考并完成以下预习内容。
1.请写出碱性锌锰电池和氢氧燃料电池(电解液为KOH溶液)的电极反应式。
2.简述锌锰电池和铅蓄电池的优缺点。
3.回收废旧电池的意义是什么?
4.化学电源电极反应遵循最基本的规律是什么?
5.二次电池充放电过程有何本质区别?蓄电池经多次充放电后需要给蓄电池补充硫酸吗?
【考点突破】
考点一:化学电池电极反应式的书写
例1 有一种纸质软电池,该电池采用薄层纸片作为载体和传导体,一面附着锌,另一面附着二氧化锰。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH),关于此电池,下列说法正确的是( )
A.该电池Zn为负极,ZnO为正极,MnO2为催化剂
B.该电池的正极反应为MnO2+e-+H2O===MnO(OH)+OH-
C.放电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电池工作时OH-通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
例2 研究人员发明了一种“海水”电池,其电池总反应可表示为
5MnO2+2Ag+2NaCl====Na2Mn5O10+2AgCl 下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ag+Cl--e-===AgCl
B.电子从电源的正极经外电路流向负极
C.Na+不断向“海水”电池的负极移动
D.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
反馈练习1 高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
32FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
下列叙述不正确的是( )
A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO42-+4H2O
C.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
反馈练习2 生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是:
2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4
下列对铅蓄电池的说法错误的是( )
A.需要定期补充硫酸
B.工作时铅是负极,PbO2是正极
C.工作时负极上发生的反应是Pb-2e-+SO42-===PbSO4
D.工作时电解质溶液的密度减小
考点二:常见的化学电源
例3 一种用甲醇、氧气和强碱溶液制成的手机电池,可连续使用一个月,其电池反应为:2CH3OH+3O2+4OH- ⇌ 2CO32-+6H2O,则下列有关说法正确的是( )
A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极
B.放电时负极的电极反应为CH3OH+8OH--6e-=== CO32-+6H2O
C.标准状况下,通入5.6 L O2并完全反应后,有0.5 mol电子转移
D.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH降低
例4 一种新型乙醇电池用磺酸类质子做溶剂,比甲醇电池效率高出32倍。电池示意图如图所示:电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。下列对该电池的说法正确的是( )
A.b极为电池的负极
B.电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到a极
C.1 mol乙醇被氧化转移6NA个电子
D.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-===2H2O
反馈训练3 镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有良好的应用前景。下图是镁-空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.该电池Mg做负极,发生还原反应
B.该电池的正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.电池工作时,电子通过导线由碳电极流向Mg电极
D.当电路中通过0.2 mol电子时,消耗的O2体积为1.12 L
【考点巩固】
1. 电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A.原电池反应均是自发的氧化还原反应
B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置
D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
2. 燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )
A.甲醇 B.天然气 C.液化石油气 D.氢气
3.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+
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