第四章 第一節(jié) 第2課時　常見化學(xué)電源(一)-一次電池和二次電池

第2課時常見化學(xué)電源(一)——一次電池和二次電池[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解化學(xué)電源種類并認(rèn)識化學(xué)電源在實際生活中的應(yīng)用。2.掌握一次電池、二次電池的反應(yīng)原理并能書寫電極反應(yīng)式。一、一次電池及工作原理1．化學(xué)電源概述(1)化學(xué)電源的分類________是各種化學(xué)電源的雛形，化學(xué)電源包括________、________和________。(2)判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)①比能量：________或________所能輸出________的多少。②比功率：________或________所能輸出________的大小。③電池可儲存時間的長短。2．一次電池(1)一次電池是________________的電池，其電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動，又叫干電池。(2)常見的一次電池一次電池干電池eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(普通鋅錳電池,堿性鋅錳電池,鋅銀電池))(3)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉；缺點：會發(fā)生自放電，不能長期放置。(4)實例分析——堿性鋅錳電池①電池構(gòu)造負(fù)極反應(yīng)物：________；正極反應(yīng)物：________；電解質(zhì)：________。②工作原理總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。負(fù)極反應(yīng)式：________________________________________________________________；正極反應(yīng)式：________________________________________________________________。(1)鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂貴()(2)在干電池中，碳棒只起導(dǎo)電作用，并不參加化學(xué)反應(yīng)()(3)干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池()(4)堿性鋅錳電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使堿性鋅錳電池的比能量高、可儲存時間長()1．普通鋅錳電池的電池反應(yīng)一般認(rèn)為是Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其構(gòu)造如圖。根據(jù)電池反應(yīng)及構(gòu)造圖，解答：(1)負(fù)極材料是________，負(fù)極反應(yīng)式：________________________________________。(2)正極材料是________，正極反應(yīng)式：________________________________________。(3)電解質(zhì)溶液是________。2．紐扣式鋅銀電池總反應(yīng)式：Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag，根據(jù)示意圖解答：(1)負(fù)極反應(yīng)物為________，反應(yīng)式：________________________________________。(2)正極反應(yīng)物為________，反應(yīng)式：_________________________________________。(3)電解質(zhì)溶液是________。已知原電池總反應(yīng)式，書寫電極反應(yīng)式的方法(1)分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑發(fā)生的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。(2)若某一電極反應(yīng)較難書寫，可先寫出較簡單的電極反應(yīng)式，然后利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式即可得到另一電極反應(yīng)式。二、二次電池1．二次電池又稱______________或________，是一類放電后可以再充電而________的電池。2．實例分析——鉛酸蓄電池(1)電池構(gòu)造放電反應(yīng)和充電反應(yīng)總反應(yīng)式表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O。(2)放電反應(yīng)原理①負(fù)極反應(yīng)式：_______________________________________________________________；②正極反應(yīng)式：_______________________________________________________________；③放電過程中，負(fù)極質(zhì)量________，稀H2SO4的濃度________。(3)充電反應(yīng)原理：充電過程與其放電過程相反。(4)鉛酸蓄電池的優(yōu)缺點①優(yōu)點：電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。②缺點：比能量低、笨重。(1)手機(jī)、電腦中使用的鋰離子電池屬于一次電池()(2)鉛酸蓄電池放電時，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()(3)鉛酸蓄電池中的PbO2為負(fù)極()(4)鉛酸蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207g()(2023·廣東湛江期中)鉛酸蓄電池是一種常見的電池，下列說法不正確的是()A．鉛酸蓄電池是二次電池，充電時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．放電時，外電路中電子由Pb流向PbO2C．放電時，負(fù)極反應(yīng)為Pb－2e－=Pb2＋D．放電時，H＋移向PbO2(1)二次電池充電時的電極連接方法——正接正，負(fù)接負(fù)。(2)充電時的電極反應(yīng)式的書寫放電時的負(fù)極反應(yīng)式eq\o(→,\s\up7(顛倒過來))充電時的陰極反應(yīng)式放電時的正極反應(yīng)式eq\o(→,\s\up7(顛倒過來))充電時的陽極反應(yīng)式三、拓展——鋰離子電池復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫1．鋰離子電池鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲存和輸出能量大等特點，是多種便攜式電子設(shè)備(如智能手機(jī)、筆記本電腦等)和交通工具(如電動汽車、電動自行車等)的常用電池。(1)一種可充電鋰離子電池——鈷酸鋰-嵌鋰石墨電池，其電池反應(yīng)為LixCy＋Li1－xCoO2=LiCoO2＋Cy。①寫出電池放電時的電極反應(yīng)式。負(fù)極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________。②簡述放電和充電過程中Li＋運動情況。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極材料的一種鋰離子二次電池，電池總反應(yīng)為Li1－xFePO4＋LixC6eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiFePO4＋C6，其原理如圖所示。①放電時，負(fù)極是______，Li＋移向________電極，正極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②充電時，原電池的負(fù)極稱為陰極，正極稱為陽極。陰極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________；陽極反應(yīng)式為____________________________________________________________________________________________________________________________________。2．復(fù)雜電池反應(yīng)中電極方程式的書寫1．(2024·鄭州市第四十七中學(xué)高二檢測)鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定，造價更低。某鈉離子電池結(jié)構(gòu)如圖，已知電池反應(yīng)：Na1－xMnO2＋NaxCn=NaMnO2＋nC。下列說法錯誤的是()A．放電時，正極的電極反應(yīng)式為Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－=NaMnO2B．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCn－xe－=xNa＋＋nCC．放電時，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上石墨烯電極質(zhì)量減少4.6gD．相同質(zhì)量的負(fù)極材料，鈉離子電池比鋰離子電池可以提供更多電量2．高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池放電時的總反應(yīng)式為3Zn＋2K2F