(人教版)高中化学必修二：发展中的化学电源 讲义及习题

第2课时 发展中的化学电源

目标导航] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。

1．锌锰干电池

(1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。

(2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。

(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。

2．充电电池

(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是化学能放电充电电能。

(2)常见的充电电池

①铅蓄电池

负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。

②镍镉电池

以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。

③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。

3．燃料电池

(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。

(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

第二章 海水中的重要元素--钠和氯

第一节 钠及其化合物

【必备方程式】

1、Na放置在空气中：4Na+O2=2Na2O

2、Na在空气中燃烧：2Na+O2点燃Na2O2

3、Na和水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

离子方程式 2Na+2H2O=2Na++2OH—+H2↑

4、过氧化钠（Na2O2）与水反应：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑

离子方程式 2 Na2O2 +2H2O=4Na++4OH—+O2↑

5、过氧化钠（Na2O2）与二氧化碳反应：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

6、NaHCO3加热：2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑

7、用小苏打治疗胃酸过多：NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑

离子方程式 HCO3_—+H+== H2O+CO2↑

8、碳酸钠与盐酸反应Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑

离子方程式 CO3_2—+2H+== H2O+CO2↑

认识本质（分步反应过程如下）：

Na2CO3+ HCl==2NaCl + NaHCO3 NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑

9、氢氧化钠中通入少量的二氧化碳：2NaOH+ CO2= Na2CO3 + H2O

10、氢氧化钠中通入过量的二氧化碳：2NaOH+ CO2= Na2CO3 + H2O 和 Na2CO3

+ H2O+ CO2= 2NaHCO3

总反应：NaOH+ CO2= NaHCO3

知识点一 活泼的金属单质--钠

1．物理性质：

银白色金属光泽、质软、可以用刀切割、密度小于水大于煤油、熔沸点低。

2．化学性质：

（1）钠与非金属单质反应：2Na＋Cl22NaCl（白烟）

学必求其心得，业必贵于专精

第2课时 发展中的化学电源

[目标导航］ 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点.2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性.

3。能正确书写简单化学电源的电极反应式。

一、常见的化学电源

1．锌锰干电池

（1）结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极,在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。

（2)原理:锌锰电池是一次性电池,放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH错误!＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O.

(3）缺陷与改进:锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施:①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池.

2．充电电池

（1)充电电池又称二次电池.充电电池在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时又逆向进行,生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：学必求其心得，业必贵于专精

化学能错误!电能。

(2)常见的充电电池

①铅蓄电池

负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。

②镍镉电池

以Cd为负极,NiO（OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质,废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。

③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。

3．燃料电池

（1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。

(2）燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

1 第二章 化学反应与能量

第二节 化学能与电能

第2课时 发展中的化学电源

学习目标

(1)加深对原电池工作原理的理解;

(2)了解发展中的原电池;

(3)能依据原电池原理正确判断电池的正、负极以及书写电极反应方程式。

自主学习

1.请写出原电池的构成条件:

2.能源分类

(1)一次能源: 的能源,如太阳能、地热能、流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。

(2)二次能源: 的能源称为二次能源,如电能(水电、火电、核电)、蒸汽等。

课内探究

一、原电池原理深化认识

【例题】下列各装置能构成原电池(电解质溶液为硫酸铜溶液)的是( )

[练习1]

下列组合中,能形成原电池的有( )

A B C D

X Zn 石墨棒 Mg Cu

Y Cu Fe Fe Ag

Z CuSO4固体 AgNO3溶液 橙汁 稀硫酸

[练习2]

2

由X、Y两种金属和稀硫酸组成一个原电池,结果发现X表面无气泡而Y的表面有气泡产生。X与Y分别作什么极?哪个金属性更强?

[练习3]

用镁、铝作电极构成原电池,分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中,判断构成原电池的正极、负极。

[练习4]

用铜、铝作电极构成原电池,分别插入稀硫酸、浓硝酸溶液中,判断构成原电池的正极、负极,并写出相关电极反应方程式。

二、发展中的化学电源

1.干电池

常见的化学电池是锌锰电池,写出电极反应方程式:

负极(锌): ( 反应)

正极(石墨):2NH4++2e-2NH3↑+H2↑(

反应)

2.二次电池

(1)铅蓄电池。

负极(Pb): ;

正极(PbO2): ;

总反应: 。

(2)镍镉碱性蓄电池。

(3)新一代可充电的绿色电池——锂离子电池。

特点:电压高、质量轻、寿命长等。

用途:作电脑、手表、心脏起搏器的电源等。

3 3.燃料电池(以氢氧燃料电池为例)