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2020版高中化学人教版选修4第4章《电化学基础》课件+导学案（共12份）

※基本信息※
- 资料类型：一课一练
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
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- 更新时间：2020-03-31 21:20:29
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※资料简介※
第二节　化学电源
目标与素养：1.了解常见化学电源的种类、工作原理及应用。(变化观念与社会责任)2.掌握一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。(科学探究与模型认知)

一、化学电池的分类与优劣
1．化学电池的分类及其特点

2．化学电池的优点
具有能量转换效率高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。
3．判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少。
(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小。
(3)电池的可储存时间的长短。
二、化学电源的分类及工作原理
1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)
(1)组成。正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。
(2)工作原理
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－；
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
(3)特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。
2．二次电池(以铅蓄电池为例)
(1)组成
负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。
(2)工作原理
①放电过程
负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2e－===
PbSO4(s)＋2H2O(l)；
总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
②充电过程
阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)；
阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)；
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的优缺点
①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛。
②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。
3．燃料电池(以H2O2燃料电池为例)
(1)构成负极：充入H2，发生氧化反应正极：充入O2，发生还原反应电解质溶液：酸溶液或碱溶液
(2)工作原理
酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH)
负极反应 H2－2e－===2H＋ H2－2e－＋2OH－===2H2O
正极反应 12O2＋2e－＋2H＋===H2O
12O2＋2e－＋H2O===2OH－

总反应 2H2＋O2===2H2O
(3)特点
①连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。
②电极材料本身不参与氧化还原反应。
③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。
④能量转化率高(＞80%)，排放废物少。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)废旧电池中含汞、镉、铅、镍等重金属，随意丢弃会污染环境，应对废旧电池分类回收，集中处理。 (　　)
(2)二次电池的充电反应和放电反应互为可逆反应。(　　)
(3)燃料电池工作时负极应不断充入燃料，正极充入氧化剂如O2。(　　)
(4)铅蓄电池的负极反应为Pb－2e－===Pb2＋。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
2．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是(　　)
A．Li是正极，MnO2是负极
B．放电时负极的反应：Li－e－===Li＋
C．放电时正极的反应：MnO－2＋e－===MnO2
D．电池放电时，产生高锰酸根离子
[答案]　B
3．已知锌银电池的总反应为
Zn＋Ag2O＋H2O=====KOH溶液Zn(OH)2＋2Ag，请写出电极反应式：
负极：________________________________________________，
正极：_______________________________________________。
[答案]　Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

二次电池的工作原理
1．放电、充电反应及充电连接

2．二次电池放电原理

模型认知：二次电池电极反应书写的一般模式
(1)明确两极的反应物。
(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。
(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。
(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH
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