第二節 化學電源
一、化學電池的種類
化學電池：借助於化學能直接轉變為電能的裝置。化學電池的主要部分是電解質溶液，和浸在溶液中的正極和負極，使用時將兩極用導線接通，就有電流產生，因而獲得電能。化學電池放電到一定程度，電能減弱，有的經充電復原又可使用，這樣的電池叫蓄電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池等；有的不能充電復原，稱為原電池，如乾電池、燃料電池等。
下麵介紹化學電池的種類：
1．乾電池：普通鋅錳乾電池的簡稱，在一般手電筒中使用鋅錳乾電池，是用鋅皮製成的鋅筒作負極兼做容器，中央插一根碳棒作正極，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，並用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和澱粉等調成糊狀作電解質溶液；電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和澱粉糊作電解質，還填有MnO2作去極化劑吸收正極放出的H2，防止產生極化現象，即作去極劑，澱粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。
電極反應為：負極 Zn－2 e＝Zn2+
正極 2＋2 e＝2NH3＋H2
H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O
正極產生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[ZnNH34]2+
乾電池的總反應式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝ZnNH32Cl2＋Mn2O3＋H2O
或 2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[ZnNH32]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O
正極生成的氨被電解質溶液吸收，生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。乾電池的電壓15 V—16 V。在使用中鋅皮腐蝕，電壓逐漸下降，不能重新充電復原，因而不宜長時間連續使用。這種電池的電量小，在放電過程中容易發生氣漲或漏液。而今體積小，性能好的鹼性鋅—錳乾電池是電解液由原來的中性變為離子導電性能更好的鹼性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。鹼性乾電池的容量和放電時間比普通乾電池增加幾倍。
人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理
——第四章 电化学基础4.1-4.2原电池 化学电源
原电池及其工作原理
1．概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2．构成条件
(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。
3．工作原理(以铜—锌原电池为例)
装置图
电极名称 负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
续表
电子流向 由锌片沿导线流向铜片
电流方向 由铜片沿导线流向锌片 电解质
溶液中
离子流向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移
盐桥中
离子流向 盐桥中含有饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
电池反应
方程式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
易错警示 原电池工作原理中四个常见失分点的规避
(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法
说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用
1．比较金属活泼性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
第四章 第二节 化学电源
建议用时 实际用时 满分 实际得分
45分钟 100分
一、选择题（每小题9分，共54分）
1.如下图所示，钠-硫电池是当前开发的一种高性能可充电电池，它所贮存的能量为常用铅蓄电池的5倍（按相同质量计），电池反应为2Na(l)+(l)。下列说法不正确的是（ ）
A.外室熔融硫中添加石墨粉主要是为了增强导电性
B.放电时向正极移动
C.充电时阳极反应式为═
D.用该电池电解饱和食盐水时阴极产物只有
2.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是（ ）[来源:学科网ZXXK]
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为═
C.装置X能实现燃料电池的燃料和再生氧
化剂
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化[来源:]
3.下列有关电池的说法不正确的是（ ）
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中，锌电极是负极
4.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的总应式为Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是（ ）
A.放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+
B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质
D.放电过程中Li+向负极移动
5.原电池的反应原理是（ ）
A.储存电能
B.氧化还原反应
C.化合价升降
D.化学能转化为热能
6.下列各种变化属于原电池反应的是（ ）
A.红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
高二化学 第 1 页 第5讲 电化学
姓名：__________ 成绩：__________
一、原电池
1. 定义：把 转换为 的装置。
2. 组成条件：
①两个活泼性不同的电极 ② 电解质溶液 ③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
○4_____________________________________________
3. 电子流向：外电路： 极——导线—— 极
内电路：盐桥中 离子移向负极的电解质溶液，盐桥中 离子移向正极的电解质溶液。
4. 电极反应：以锌铜原电池为例：
负极： 反应： （较活泼金属）
正极： 反应： （较不活泼金属）
总反应式：
5. 正、负极的判断：
（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向：
（3）从电流方向
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向
（5）根据实验现象① ②
【典例精析】
1.（双选）铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是( )
A. 正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋
B. 电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
