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第四章
化學反應與電能
第一節　原電池
課題2　化學電源一
1. 了解常見電池的種類及特點。
2. 了解常見一次電池的工作原理，能分析書寫電池的電極反應式。
3. 了解常見二次電池的工作原理，能分析書寫電池的電極反應式。
裝置維度
原
理
維
度
負極
材料
正極
材料
離子
導體
電極反應物
反應過程
電極產物
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
失電子
得電子
電子移動方向
陽離子
陰離子
完善化學電源認知模型
回溯歷史
模型建構
實踐應用
總結提升
結構簡單
一次電池
反復使用
二次電池
連續工作
燃料電池
新型電池
鉛酸電池
干電池
銀鋅電池
鎳氫電池
鋰電池
（1）堿性鋅錳干電池
Zn－2e－+ 2OH －= Zn(OH)2
電解質溶液
2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-
總反應：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2
特點：堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好，其比能量和可儲存時間均有所提高
金屬外殼
離子型
導電隔膜
Zn粉和
KOH混合物
銅針
MnO2和
KOH混合物
負極反應：_________________________
正極反應：
______________________________________
KOH的作用：____________
活動三：認識幾種常見一次電池的構造及工作原理
（2）. 銀鋅電池常被制成紐扣式微型電池，廣泛用作各種電子儀器的電源，其構造如圖所示，電池放電時的總反應為Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。
寫出該電池的電極反應式。
【答案】 負極：Zn＋2OH――2e－===ZnO＋H2O
正極：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
（3）. 鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用能傳導Li＋非水電解質溶液的電池。一種一次性鋰電池放電時的反應為Li＋MnO2===LiMnO2，其構造如圖所示。
(1) 寫出放電時的電極反應式。
【答案】 負極：Li―e－===Li＋
正極：MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。
(2) 鋰電池為什么使用非水電解質？
【答案】 防止鋰與水直接反應。
(3) 參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大小稱為該電池的比能量。從比能量的角度分析鋰電池有什么優點？
【答案】 鋰的摩爾質量小，單位質量的鋰失電子數多，所以比能量大。由于一般的電池所含物質的質量一定，所以相同質量的鋰可以產生更多的電能。
1. 鉛蓄電池由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2，負極板上覆蓋有Pb，稀硫酸作電解液。其結構示意圖如圖所示。鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的電池總反應式為
活動三：認識幾種常見二次電池的構造及工作原理
(1) 寫出放電時的電極反應式。
(2) 已知充電時發生氧化反應的一極為陽極，發生還原反應的一極為陰極。寫出充電時的電極反應式。
陽極：_______________________________________。
陰極：________________________________。
2. 鋰離子電池是一種二次電池（手機），它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。最早的鋰離子是把鋰離子嵌入炭中形成負極，正極材料用LiCoO2，電解液是溶有LiPF6的有機溶劑。該鋰離子電池放電時的反應式為Li1－xCoO2＋LixC===LiCoO2＋C，其構造示意圖如右圖所示。
(1) 寫出放電時的電極反應式。
負極：_________________________________。
正極：__________________________________。
(2) 寫出充電時的電極反應式。
陽極：_______________________________________。
陰極：____________________________。
LixC－xe－===C＋xLi＋
Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
C＋xLi＋＋xe－===LixC
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1. 鎂燃料電池以鎂合金作為電池的一極，另一極充入過氧化氫，電解質溶液是酸化的氯化鈉溶液，放電時總反應：Mg＋2H＋＋H2O2===Mg2＋＋2H2O。下列關于該電池的說法正確的是(　 　)
A. 鎂合金為電源負極，發生氧化反應
B. 放電時H＋在正極反應得電子
C. 正極反應式為H2O2＋2e－===2OH－
D. 放電時正極的pH降低
【答案】 A
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A. Cd(OH)2　　　 　 B. Ni(OH)2　　　 　
C. Cd　　　 　 D. NiO(OH)
【答案】 C
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3. 鋁電池性能優越，Al－Ag2O電池可用作水下動力電源，其原理如右圖所示。下列說法錯誤的是(　 　)
A. 該裝置可實現化學能向電能的轉化
B. Al是負極
C. 電池工作時Ag2O得到電子
D. NaOH沒有參加電池反應
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【答案】 D
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4. 被稱為“軟電池”的紙質電池，采用一個薄層紙片作為傳導體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊噴涂二氧化錳。在紙內的OH－“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應： Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列說法正確的是 (　 　)
A. 該電池的負極為鋅，發生還原反應
B. 該電池反應中二氧化錳起催化劑作用
C. 當 0.1 mol Zn 完全溶解時，轉移電子個數為 1.204×1023
D. 電池正極反應式：2MnO2＋2e－＋2H＋===2MnOOH
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【答案】 C
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(1) 兩次操作中電流表指針為什么會發生偏轉，且方向相反？
________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 第一次操作中，C1棒上的反應為__________________。
(3) 第二次操作中，C2棒上的反應為__________________________ _____。
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兩次操作中均發生原電池反應，所以電流表指針均發生偏轉；兩次操作中，電極相反，電子流向相反，因而電流表指針偏轉方向相反
2I－－2e－===I2
＋H2O
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6. 高鐵酸鹽在能源、環保等方面有著廣泛的用途。圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置。
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(1) 該電池放電時正極的電極反應式為_________________________ ____________________________。
(2) 鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向 ______ (填“左”或“右”)移動。
(3) 圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優點有哪些？
【答案】 使用時間長、工作電壓穩定。
1
右

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