导学案 课题 化学电源 .doc

课题 化学电源 ‎ ‎【自学评价】‎ ‎1.化学电源是如何分类的？‎ ‎2.一次电池与二次电池的区别是什么？二次电池只能充电两次吗？‎ ‎3.燃料电池与普通原电池的区别是什么？‎ ‎【互动学习】‎ 一、化学电源 问题一：化学电源的分类 ‎1.一次电池：电池中发生 反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。‎ ‎2.二次电池：可多次 的电池。‎ ‎3.燃料电池：利用 和 间的氧化还原反应将 能转化为 能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能的原因 ‎ ‎ ‎ 二、一次电池 问题二：锌锰电池 锌锰电池分为酸性和碱性两种。其中普通锌锰电池是酸性电池， 为负极， 为正极， 为电解质；碱性锌锰电池中 为负极， 为正极， 为电解质。‎ 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 负极 正极 ‎2＋2 e-＝2NH3＋H2 ‎ H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O ‎2H2O+2e-+2MnO2=－2MnOOH+2OH-－‎ 总反应 方程式 问题三：银锌电池 电极反应式：负极 正极 ‎ 电池的总反应式为 ‎ 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。优点：比能量电压稳定、储存时间长，能提供较小电流并连续放电，常制成微型电池或纽扣电池等，如电子表或计算器上的电池。‎ 三、二次电池 问题四：铅蓄电池 ‎ 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层 ，负极是海绵状的 ，两极均浸入 溶液中。‎ ‎⑴、放电的电极反应为 ‎ 负极 正极 ‎ 总反应式 ‎ 随着电池放电的进行，硫酸的浓度不断 ，溶液的密度也逐渐 。‎ 铅蓄电池的电压正常情况下保持2.0 V，当电压下降到1.85 V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达1.‎18 g / cm3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电。‎ ‎⑵、充电的电极反应 阳极 新课标第一网 阴极 ‎ 总反应式 ‎ 铅蓄电池放电和充电的总反应式 ‎ 目前已经开发的新型二次电池有 ‎ 四、燃料电池 问题五：氢氧燃料电池 ‎⑴、使用硫酸作电解质 电极反应：负极 正极 ‎ 电池的总反应为 ‎ ‎⑵、使用碱性电解质 电极反应：负极 正极 ‎ 电池的总反应为 ‎ ‎⑶、优点： ‎ ‎ [归纳总结]：‎ 书写电极反应式注意点：‎ ‎①、找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；‎ ‎②、利用电荷守恒分别写出电极反应式；‎ ‎③、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）‎ ‎④、验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。‎ ‎[课堂小结]：各种化学电源的反应本质是——氧化还原反应 ‎【经典范例】‎ ‎ 放电 ‎ ‎ 充电 ‎ 例1汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态的铅的合金和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O ‎ （1）试写出放电时的正、负极反应式 ‎ 正极___________________________________________‎ ‎ 负极___________________________________________‎ ‎（2）铅蓄电池工作时，当外电路上有2mol电子通过时，负极消耗Pb的物质的量为_____；‎ ‎ 溶液中消耗H2SO4的物质的量为___________。‎ ‎（3）铅蓄电池放电时，溶液的pH_________溶液的密度______（填增大、减小或不变）。‎ 例2、有人利用甲烷和氧气及氢氧化钾溶液设计成燃料电池则 电极反应为：负极 正极 ‎ 电池的总反应为 ‎ ‎【课堂检测】‎ ‎1、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按此图的提示，叙述不正确的是( )‎ A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH－-4e－== 2H2O+O2↑‎ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 ‎ D．燃料电池是一种不需将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的 新型发电装置 ‎ ‎2、据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大，污染少等优点，电池反应为2Zn＋O2＝2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气．下列叙述正确的是（ ） ‎ A．锌为正极，空气进入负极反应 B．负极反应为：Zn－2e-＝Zn2+‎ C．正极发生氧化反应 D．电解质溶液肯定不是酸溶液 ‎ 3、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s) + 2MnO2(s) + H2O(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s) ‎ 下列说法错误的是 （ ）‎ A．电池工作时，锌失去电子 ‎ B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e- ＝Mn2O3(s)＋2OH- (aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.‎5 g ‎【课后作业】www.xkb1.com ‎1、燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：X极： O2＋2H2O＋4e－＝4OH－‎ Y极：2H2＋4OH－--4e－＝4H2O下列判断正确的是 （ ）‎ A．X是正极 B．负极材料是氢气 C．电解液可能是硫酸 D．Y极发生氧化反应，故是阳极 ‎2、如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的总反应式为： Zn +Ag2O = ZnO+2Ag ‎ 根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是 （ ） 　 　　　　　　　　　 ‎ A．锌为正极，Ag2O为负极 ‎ B．放电时正极附近溶液的pH升高 ‎ C．放电时负极附近溶液的pH升高 ‎ D．溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动 ‎ ‎3、锂电池是一种常用的电池，它广泛应用于心脏起搏器，一般可达十年之久，它的反应方程式为： Li ＋MnO2 = LiMnO2下列有关它的说法错误的是（ ）‎ A．它的负极是锂 ‎ B．它的电解质溶液需用非水溶剂配制 C．当有3．01×1023 个电子转移时，正极反应物消耗1mol D．它是比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）很大的电池 ‎4、有关下图装置中的叙述正确的是（ ）‎ A．这是电解NaOH溶液的装置 B．这是一个原电池装置，利用该装置可长时间的观察到 ‎ Fe(OH)2 沉淀的颜色 C．Pt为正极，其电极反应为：O2＋2H2O ＋4eˉ＝4OHˉ‎ D．Fe为阳极，其电极反应为：Fe－2eˉ＋2OHˉ＝Fe(OH)2‎ ‎5、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 （ ） ‎ A、利用电池外壳的金属材料 B、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 ‎ ‎ D、回收其中石墨电极 ‎6、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是 （ ）‎ ‎ ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-‎ ‎②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O ‎③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-‎ ‎④电池放电后，溶液PH不断升高 A.①② B.①③ C.①④ D.③④‎ ‎7、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久．这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池．这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～‎71.1℃‎温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用．它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液．电池总反应为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S．‎ ‎（1）、此电池中_______作负极，电极反应为___________________，_______作正极．‎ ‎（2）、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是____________________________。‎ ‎8、用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是 ；负极的电极反应是 。用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了‎3.25g，铜片表面析出氢气 L（标准状况），导线中通过 mol电子。‎ ‎ ‎ ‎9、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在‎650℃‎下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：‎ 阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2‎ 阴极反应式：________________ ，‎ 电池总反应式：_______________ 。‎