【26版化学人教版选择性必修一学习笔记第四章 第一节 第2课时常见化学电源(一)——一次电池和二次电池

第2课时　常见化学电源(一)——一次电池和二次电池

[核心素养发展目标]　1.了解化学电源种类并认识化学电源在实际生活中的应用。2.掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式。

一、一次电池及工作原理

1．化学电源概述

(1)化学电源的分类

________是各种化学电源的雏形，化学电源包括________、________和________。

(2)判断电池优劣的主要标准

①比能量：________或________所能输出________的多少。

②比功率：________或________所能输出________的大小。

③电池可储存时间的长短。

2．一次电池

(1)一次电池是________________的电池，其电解质溶液制成胶状，不流动，又叫干电池。

(2)常见的一次电池

一次电池(干电池)普通锌锰电池碱性锌锰电池锌银电池

(3)优点：结构简单、价格低廉；缺点：会发生自放电，不能长期放置。

(4)实例分析——碱性锌锰电池

①电池构造

负极反应物：________；正极反应物：________；电解质：________。

②工作原理

总反应：Zn＋2MnO₂＋2H₂O===2MnO(OH)＋Zn(OH)₂。

负极反应式：________________________________________________________________；

正极反应式：________________________________________________________________。

(1)镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵(　　)

(2)在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应(　　)

(3)干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池(　　)

(4)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO₂是催化剂，可使碱性锌锰电池的比能量高、可储存时间长(　　)

1．普通锌锰电池的电池反应一般认为是Zn ＋ 2MnO₂ ＋ 2NH₄Cl === Zn(NH₃)₂Cl₂＋ 2MnO(OH)，其构造如图。

根据电池反应及构造图，解答：

(1)负极材料是________，负极反应式：________________________________________。

(2)正极材料是________，正极反应式：________________________________________。

(3)电解质溶液是________。

2．纽扣式锌银电池

总反应式：Zn＋Ag₂O===ZnO＋2Ag，根据示意图解答：

(1)负极反应物为________，反应式：________________________________________。

(2)正极反应物为________，反应式：_________________________________________。

(3)电解质溶液是________。

已知原电池总反应式，书写电极反应式的方法

(1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。

(2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。

二、二次电池

1．二次电池

又称______________或________，是一类放电后可以再充电而________的电池。

2．实例分析——铅酸蓄电池

(1)电池构造

放电反应和充电反应总反应式表示如下：

Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄放电充电2PbSO₄＋2H₂O。

(2)放电反应原理

①负极反应式：_______________________________________________________________；

②正极反应式：_______________________________________________________________；

③放电过程中，负极质量________，稀H₂SO₄的浓度________。

(3)充电反应原理：充电过程与其放电过程相反。

(4)铅酸蓄电池的优缺点

①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。

②缺点：比能量低、笨重。

(1)手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池(　　)

(2)铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(　　)

(3)铅酸蓄电池中的PbO₂为负极(　　)

(4)铅酸蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g(　　)

(2023·广东湛江期中)铅酸蓄电池是一种常见的电池，下列说法不正确的是(　　)

A．铅酸蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能

B．放电时，外电路中电子由Pb流向PbO₂

C．放电时，负极反应为Pb－2e^－===Pb^2＋

D．放电时，H^＋移向PbO₂

(1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。

(2)充电时的电极反应式的书写

放电时的负极反应式颠倒过来充电时的阴极反应式

放电时的正极反应式颠倒过来充电时的阳极反应式

三、拓展——锂离子电池　复杂电极反应式的书写

1．锂离子电池

锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备(如智能手机、笔记本电脑等)和交通工具(如电动汽车、电动自行车等)的常用电池。

(1)一种可充电锂离子电池——钴酸锂­嵌锂石墨电池，其电池反应为Li_xC_y＋Li_1－xCoO₂===LiCoO₂＋C_y。

①写出电池放电时的电极反应式。

负极：________________________________________________________________________；

正极：________________________________________________________________________。

②简述放电和充电过程中Li^＋运动情况。

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

(2)磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为Li_1－xFePO₄＋Li_xC₆放电充电LiFePO₄＋C₆，其原理如图所示。

①放电时，负极是______，Li^＋移向________电极，正极的电极反应式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②充电时，原电池的负极称为阴极，正极称为阳极。阴极反应式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

阳极反应式为____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

2．复杂电池反应中电极方程式的书写

1．(2024·郑州市第四十七中学高二检测)钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构

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