高中化學(xué)-第2課時(shí)　發(fā)展中的化學(xué)電源教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

一、指導(dǎo)思想和理論依據(jù)

開放式教學(xué)，淵源于科恩（r.c.cohn）1969年創(chuàng)建的以題目為中心的“課堂討論模型”和“開放課堂模型”--人本主義的教學(xué)理論模型；同時(shí)，還淵源于斯皮羅（spiro）1992年創(chuàng)建的“隨機(jī)通達(dá)教學(xué)”和“情景性教學(xué)”--建構(gòu)主義的教學(xué)模式。這些教學(xué)理論模型強(qiáng)調(diào)：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)的內(nèi)部心理表征過程，教師的角色是思想的“催化劑”與“助產(chǎn)士”。教師不應(yīng)把主要精力局限于所教的內(nèi)容上，而應(yīng)注意學(xué)習(xí)者的心態(tài)（即情感與動(dòng)機(jī)）變化。教育的目標(biāo)是教師與學(xué)生共享生命歷程，共創(chuàng)人生體驗(yàn)；養(yǎng)育積極愉快，適應(yīng)時(shí)代變化，心理健康的人。本設(shè)計(jì)以開放式教學(xué)為指導(dǎo)思想，輔助以視頻、討論、歸納等手段，使學(xué)生體驗(yàn)作為不同角色的工作者，思考問題的不同角度，在不斷解決問題的過程中，建構(gòu)理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)際分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。二、開放式教學(xué)的教學(xué)分析1.教材分析已經(jīng)學(xué)習(xí)了電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。本課時(shí)主要是讓學(xué)生了解幾種常見的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過堿性鋅錳電池、蓄電池和燃料電池進(jìn)一步理解原電池的概念和原理；了解化學(xué)電源的發(fā)展以及電池對環(huán)境造成的污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。2.學(xué)情分析：第一課時(shí)學(xué)習(xí)了：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度。3.教師思考：通過視頻、學(xué)生討論、交流等方式導(dǎo)出生活中同學(xué)們熟悉的各種電池的發(fā)展過程，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；然后依次的分析，各種化學(xué)電源的原理，電池的缺陷，既增強(qiáng)了學(xué)生的分析，綜合，應(yīng)變能力，同時(shí)又促進(jìn)了對原電池原理的進(jìn)一步理解。三、開放式教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：了解一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用；會(huì)判斷電池的優(yōu)劣。2.過程與方法：本設(shè)計(jì)以開放式教學(xué)為指導(dǎo)思想，輔助以視頻、討論、歸納等手段，讓學(xué)生在不斷解決問題的過程中，建構(gòu)理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)際分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。3.情感態(tài)度價(jià)值觀：認(rèn)識(shí)化學(xué)電源在人類生產(chǎn)、生活中的重要地位；了解環(huán)境保護(hù)在生產(chǎn)生活中的重要作用。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，信息搜集處理能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。四、教學(xué)重、難點(diǎn)及處理策略一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用是教學(xué)重點(diǎn)，化學(xué)電池的反應(yīng)原理是教學(xué)難點(diǎn)。本節(jié)課主要通過學(xué)生參與收集有關(guān)一次電池、二次電池、燃料電池的材料，視頻展示、課堂討論交流以及聯(lián)系前面所學(xué)知識(shí)，將各類電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、反應(yīng)原理、性能、以及適用范圍進(jìn)行歸納總結(jié)，讓學(xué)生主動(dòng)對化學(xué)電池的反應(yīng)原理進(jìn)行建構(gòu)。五、教學(xué)過程發(fā)展中的化學(xué)電源——--教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)創(chuàng)設(shè)情境：展示幻燈片，生物學(xué)家在解剖青蛙大腿的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)金屬刀一碰傷青蛙的大腿，青蛙就會(huì)發(fā)生顫抖，請同學(xué)們展開聯(lián)想，推測可能是什么原因？展開聯(lián)想，推測原因，回答，交流，討論。展示幻燈片：當(dāng)時(shí)物理學(xué)家付打恰在觀察，受到啟發(fā)，他認(rèn)為一定是青蛙腿中的組織液含有電解質(zhì)溶液，金屬刀在切割的時(shí)候產(chǎn)生了電流。于是他用鋅、銅做電極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，制成了世界上的第一個(gè)電池。觀看感受。提出問題：你認(rèn)為在此電池中，哪一種物質(zhì)失電子？哪一種物質(zhì)得電子？為什么？思考交流：

鋅比銅的金屬性強(qiáng)，失電子能力強(qiáng)，鋅做負(fù)極，銅做正極，電子從鋅經(jīng)外電路流到銅電極，流硫酸電離出的氫離子的電子。鋪墊資料：伏打發(fā)明了伏打電池后，英國化學(xué)家戴維非常感興趣，戴維用伏打電池進(jìn)行了電解實(shí)驗(yàn)，首次制出了非?；顫姷膲A金屬，當(dāng)時(shí)為了提供足夠的電流，戴維將伏打電池進(jìn)行了串聯(lián)，最多一次并排放置了100多個(gè)大玻璃瓶，放置了100多對電極。感受、思考：伏打電池有什么缺陷？提出問題：如果你是伏打，你想如何對你的電池進(jìn)行改進(jìn)？思考交流：①

因?yàn)殡娊赓|(zhì)為硫酸溶液，不便于攜帶，不能夠推廣使用，將電解質(zhì)制成固體。②

如何開發(fā)高能電池

。

鋪墊問題：什么是電解質(zhì)？電解質(zhì)制成固體還導(dǎo)電嗎？思考交流：在水溶液里或熔化狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，故態(tài)狀況下電解質(zhì)不導(dǎo)電。展示幻燈片：有一位化學(xué)家在伏打電池中加入淀粉。思考交流，歸納：加入固體填充物，制成糊狀。導(dǎo)出：現(xiàn)在使用的普通干電池，并展示結(jié)構(gòu)圖片。思考交流：分析干電池的負(fù)極：鋅，正極：碳棒。電解質(zhì)：氯化銨。提出問題：從我們查詢的信息來看，氯化銨溶液顯酸性，你認(rèn)為干電池有什么缺陷，如何改進(jìn)？思考交流：氯化銨溶液顯酸性，則會(huì)跟鋅皮發(fā)生反應(yīng)，使用一段時(shí)間后電池會(huì)發(fā)生漏液。改進(jìn)方法：1．

換鋅皮為排在氫后的金屬（不可行）。2．

將氯化銨換為堿性電解質(zhì)。導(dǎo)出：現(xiàn)在使用的較多為堿性干電池，思考交流：分析電極以及電子轉(zhuǎn)移方向提出問題：如果你是開發(fā)商，你有什么想法？思考交流：將電池制成可以循環(huán)使用的電池，降低成本導(dǎo)出：可充電電池，展示首先使用的鉛蓄電池的可充電電池結(jié)構(gòu)思考交流：分析鉛和氧化鉛的活潑性，推測正、負(fù)極和電子轉(zhuǎn)移方向提出問題：在元素周期表中查閱鉛的相對原子質(zhì)量，分析鉛蓄電池的缺陷是什么？如何改進(jìn)？查閱數(shù)據(jù)：鉛的相對原子質(zhì)量是207，相對原子質(zhì)量較大，鉛蓄電池較笨重，不便于攜帶，尋找導(dǎo)電性較好的相對原子質(zhì)量較小的金屬做電極，最輕的金屬是鋰。導(dǎo)出：鋰電池，同時(shí)展示鎳鎘蓄電池的信息介紹思考交流：分析鋰電池的電極以及電子轉(zhuǎn)移方向展示資料幻燈片：對自然環(huán)境威脅最大的五種物質(zhì)：鉻、鎘、銅、鉛、汞及對人類造成的危害；干電池的負(fù)極材料：鋅汞齊，1節(jié)1號(hào)干電池會(huì)使1m2的土地永久實(shí)效，而僅我國一年就生產(chǎn)各種電池上億節(jié)。觀看幻燈片，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)提出問題：上述各種電池的共同缺陷是什么？如何改進(jìn)？分析：干電池中的汞、蓄電池中的鉛、鎘，三種金屬都是對自然環(huán)境威脅最大的物質(zhì)，都會(huì)造成環(huán)境污染。導(dǎo)出：燃料電池，展示甲醇、甲烷燃料電池，分析正負(fù)極思考交流：燃料電池中氧氣得電子，作正極，燃料作負(fù)極，并分析電子流動(dòng)方向。提出問題：甲醇、甲烷燃料電池有什么缺陷，你想如何改進(jìn)？思考交流：大量化石燃料的燃燒會(huì)生成大量的二氧化碳，造成溫室效應(yīng)，開發(fā)綠色、清潔燃料。提出問題：你認(rèn)為什么燃料最清潔？思考交流：氫氣是最清潔、無污染的燃料。導(dǎo)出：氫、氧燃料電池思考交流：分析正、負(fù)極和電子流動(dòng)方向。歸納小結(jié)并板書：[板書設(shè)計(jì)]：1．

干電池負(fù)極鋅（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)

正極碳棒（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)2．

充電電池負(fù)極

鉛（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)正極

氧化鉛（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)3．

燃料電池負(fù)極燃料（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)正極氧氣（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)歸納總結(jié)交流：1．

干電池負(fù)極鋅（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)

正極碳棒（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)2．

充電電池負(fù)極

鉛（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)正極

氧化鉛（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)3．

燃料電池負(fù)極燃料（失電子）發(fā)生氧化反應(yīng)正極氧氣（得電子）發(fā)生還原反應(yīng)[布置作業(yè)]：分小組制作“化學(xué)電源——環(huán)境污染——清潔能源”圖片展，倡導(dǎo)學(xué)生自覺組織在校園內(nèi)設(shè)置廢舊電池回收箱，定時(shí)回收廢舊電池。初中化學(xué)已經(jīng)從燃料的角度初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”的一些知識(shí)，《化學(xué)能與電能》的第一課時(shí)學(xué)習(xí)了：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度。所以本課時(shí)設(shè)計(jì)：同學(xué)們通過換位思考，擔(dān)任不同的角色，導(dǎo)出生活中同學(xué)們熟悉的各種電池的發(fā)展過程，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；然后依次的分析，各種化學(xué)電源的原理，電極材料，電子流向，電池的缺陷，既增強(qiáng)了學(xué)生的分析，綜合，應(yīng)變能力，同時(shí)又促進(jìn)了對原電池原理的進(jìn)一步理解。

一、問題價(jià)值度問題表述準(zhǔn)確，答案明確。設(shè)問由淺入深利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在合作探究環(huán)節(jié)問題上能圍繞教學(xué)重點(diǎn)提出問題，學(xué)生能探究的尊重學(xué)生的成果。二、學(xué)生參與度因?yàn)楸菊n內(nèi)學(xué)生具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)愿望。自主學(xué)習(xí)同學(xué)們看書寫完后，分小組對題，要求人人都要參與。這樣學(xué)生都能積極地參與其中，既達(dá)到了全員參與也達(dá)到了思想、態(tài)度、價(jià)值觀的升華。學(xué)生合作學(xué)習(xí)開展的比較成功。三、教師指導(dǎo)度在學(xué)生展示問題答案的過程中，對于其中出現(xiàn)的一些問題能夠及時(shí)回應(yīng)、講解，給予學(xué)生鼓勵(lì)、啟發(fā)，使學(xué)生通過老師的講解達(dá)到了認(rèn)知的升華。老師的講解恰如其分、恰到好處，起到了畫龍點(diǎn)睛、促其提升的作用。四、目標(biāo)達(dá)成度教學(xué)目標(biāo)把握準(zhǔn)確，即體現(xiàn)了教育教學(xué)的需要也符合學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知能力。通過練習(xí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使練習(xí)緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)而設(shè)，為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)，為教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)起到了應(yīng)有的作用。使教學(xué)目標(biāo)得到了更好的落實(shí)通過《化學(xué)能與電能》的第一課時(shí)學(xué)習(xí)：了解了原電池的概念、原理；并知道電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。所以本課時(shí)的主要內(nèi)容是：1、了解幾種常見的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；2、通過認(rèn)識(shí)生活中的原電池[即傳統(tǒng)干電池(鋅錳電池)、蓄電池和燃料電池]，進(jìn)一步理解原電池的概念和原理；3、通過引入新型電池(如鋰離子電池、燃料電池等)體現(xiàn)化學(xué)電池的改進(jìn)與創(chuàng)新，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；并且通過本節(jié)學(xué)習(xí)，能夠舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用；4、了解化學(xué)電源的發(fā)展與環(huán)境污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。第2課時(shí)發(fā)展中的化學(xué)電源eq\a\vs4\al\co1(A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)（20分鐘50分）)一、選擇題(本題共6個(gè)小題，每小題5分，共計(jì)30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列化學(xué)電池不易造成環(huán)境污染的是()。A．氫氧燃料電池 B．鋅錳電池C．鎳鎘電池 D．鉛蓄電池答案A2．已知空氣-鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：eq\f(1,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－，據(jù)此判斷，鋅片是()。A．正極并被還原B．正極并被氧化C．負(fù)極并被還原D．負(fù)極并被氧化解析Zn失電子作負(fù)極，被氧化。答案D3．下列說法正確的是()。A．鎳氫電池、鋰電池和堿性鋅錳干電池都是二次電池B．燃料電池是一種高效但是會(huì)污染環(huán)境的新型電池C．化學(xué)電池的反應(yīng)基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)D．鉛蓄電池放電的時(shí)候正極材料是Pb，負(fù)極材料是PbO2解析堿性鋅錳干電池是一次電池，燃料電池是一種高效且不會(huì)污染環(huán)境的新型電池，鉛蓄電池放電的時(shí)候正極材料是PbO2，負(fù)極材料是Pb。答案C4．據(jù)報(bào)道，鋅電池可能將會(huì)取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因?yàn)殇\電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應(yīng)為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣。則下列敘述正確的是()。A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B．負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋C．正極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解液為強(qiáng)酸解析Zn與O2反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況為=2ZnO，所以Zn作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－=Zn2＋。O2是正極反應(yīng)物，發(fā)生還原反應(yīng)。若電解液是強(qiáng)酸，電池的化學(xué)反應(yīng)不是2Zn＋O2=2ZnO，而是Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。答案B5．右圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動(dòng)吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法不正確的是()。A．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：CH3CH2OH＋3H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋B．該電池的正極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋4H＋=2H2OC．電流由O2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另一電極D．微處理器通過檢測電流大小而計(jì)算出被測氣體中酒精的含量解析本題的關(guān)鍵是讀圖。由圖示可知，呼氣時(shí)進(jìn)去的是CH3CH2OH出來的是CH3COOH，負(fù)極的電極反應(yīng)為：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋，A錯(cuò)誤；氧氣為正極，酸性條件下生成H2O，B正確；電流由正極流向負(fù)極，C正確；酒精含量高，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)多，電流大，D正確。答案A6．如圖為氫氧燃料電池示意圖，按此圖的提示，下列敘述不正確的是()。A．a(chǎn)電極是負(fù)極B．b電極的電極反應(yīng)為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析a電極上發(fā)生反應(yīng)：H2－2e－=2H＋，是負(fù)極；b電極上發(fā)生反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，是正極。氫氧燃料電池的能量效率較高，而且產(chǎn)物H2O是一種無污染物質(zhì)，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，其在航天領(lǐng)域已得到應(yīng)用。氫氧燃料電池通入H2、O2就能工作，無需將燃料儲(chǔ)藏在電池內(nèi)部，故正確答案為B。答案B二、填空題(本題共2個(gè)小題，共計(jì)20分)7．(10分)Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會(huì)加速其電極的腐蝕，其主要原因是______________________________________________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填代號(hào))。A．NaOHB．ZnC．FeD．NH3·H2O解析(1)負(fù)極是失電子的一極，Zn失電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu2＋置換為單質(zhì)而除去。答案(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出的銅形成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕B8．(10分)燃料電池是目前正在探索的一種新型電池。它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是x極：O2(氣)＋2H2O(液)＋4e－=4OH－y極：H2(氣)＋2OH－－2e－=2H2O(液)回答下列問題：(1)x是________極，發(fā)生________反應(yīng)。(填“氧化”或“還原”，下同)(2)y是________極，發(fā)生________反應(yīng)。總反應(yīng)方程式為_____________________________________________。(3)若反應(yīng)后得到5.4g液態(tài)水，此時(shí)氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。解析(1)x極：O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以為正極。(2)y極：H2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以為負(fù)極。x極，y極得失電子應(yīng)相同，故x極電極方程式與y極電極方程式乘以2相加得總反應(yīng)方程式為2H2＋O2=2H2O。(3)4mole－～2H2O4mol2×18gn(e－)5.4gn(e－)＝0.6mol。答案(1)正還原(2)負(fù)氧化2H2＋O2=2H2O(3)0.6NAeq\a\vs4\al\co1(B組技能過關(guān)（25分鐘50分）)一、選擇題(本題共4個(gè)小題，每小題5分，共計(jì)20分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低、燃料易于貯運(yùn)等特點(diǎn)。研究的燃料電池可分為鎂—空氣燃料電池，鎂—海水燃料電池，鎂—過氧化氫燃料電池，鎂—次氯酸鹽燃料電池。如圖為鎂—次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖，下列有關(guān)說法不正確的是()。A．放電過程中OH－移向正極B．電池的總反應(yīng)式為Mg＋ClO－＋H2O=Mg(OH)2↓＋Cl－C．鎂電池中鎂均為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．鎂—過氧化氫燃料電池，酸性電解質(zhì)中正極反應(yīng)為：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O解析根據(jù)圖像判斷反應(yīng)過程，判斷正、負(fù)極，正確書寫電極反應(yīng)式。鎂燃料電池，鎂作負(fù)極失電子，產(chǎn)物由電解質(zhì)溶液決定，若為酸性溶液生成Mg2＋，堿性溶液生成Mg(OH)2。ClO－在正極反應(yīng)，由圖可知有Cl－和OH－生成，OH－向負(fù)極移動(dòng)，生成Mg(OH)2。答案A2．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛使用，鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)為Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說法中錯(cuò)誤的是()。A．電池工作時(shí)，鋅失去電子B．電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g答案C3．實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：負(fù)極：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4正極：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O今欲制得Cl20.050mol,這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是()。A．0.025mol B．0.050molC．0.10mol D．0.20mol解析要求得硫酸的量，需首先找出鉛蓄電池的總反應(yīng)。將上述兩個(gè)電極反應(yīng)合并可得：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。而在制取Cl2時(shí)，每生成1molCl2，電子轉(zhuǎn)移2mol，現(xiàn)需要轉(zhuǎn)移電子0.050mol×2＝0.100mol。由鉛蓄電池總反應(yīng)可知，每轉(zhuǎn)移0.100mol電子，將消耗0.100mol硫酸。答案C4．2012年6月16日18時(shí)37分24秒，神舟九號(hào)成功發(fā)射。飛船的能量部分來自太陽能電池，另外內(nèi)部還配有高效的MCFC型燃料電池。該燃料電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，其所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀。已知該燃料電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=CO2↑＋H2O，則下列推斷正確的是()。A．電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)向負(fù)極移動(dòng)B．電池放電時(shí)，電子經(jīng)外電路由通氧氣的正極流向通氫氣的負(fù)極C．正極的電極反應(yīng)為4OH－－2e－=O2↑＋2H2OD．通氧氣的電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)解析原電池放電時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，B錯(cuò)誤；正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，C錯(cuò)誤；通氧氣一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案A二、填空題(本題共3個(gè)小題，共計(jì)30分)5．(10分)如下圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸時(shí))和堿式〔當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時(shí)〕兩種。試回答下列問題：(1)酸式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極_______________，正極______________；電池總反應(yīng)：________________；電解質(zhì)溶液pH的變化________(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)堿式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極_________________，正極_________________；電池總反應(yīng)：______________；電解質(zhì)溶液pH的變化________(填“變大”“變小”或“不變”)。解析(1)正極上，O2得電子變?yōu)镺2－，溶液中O2－不能單獨(dú)存在；酸性條件下與H＋結(jié)合生成H2O。負(fù)極上，H2失電子變?yōu)镠＋，H＋進(jìn)入電解質(zhì)溶液。電池總反應(yīng)為H2和O2生成水的反應(yīng)，由于有水生成，溶液將逐漸變稀，故pH增大。(2)正極上，O2得電子變?yōu)镺2－，溶液中O2－不能單獨(dú)存在，堿性條件下與H2O分子結(jié)合生成OH－；負(fù)極上，H2失去電子變?yōu)镠＋，堿性條件下H＋不能大量存在，與OH－結(jié)合生成水。電池總反應(yīng)也是H2和O2生成水的反應(yīng)。同樣，由于有水生成，c(OH－)變小，pH變小。答案(1)2H2－4e－=4H＋O2＋4e－＋4H＋=2H2O2H2＋O2=2H2O變大(2)2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋4e－＋2H2O=4OH－2H2＋O2=2H2O變小6．(8分)鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負(fù)極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)2PbSO4＋2H2O請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)：放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是______________________________；電解液中H2SO4的濃度將變________；當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加________g。解析原電池正極上得電子，負(fù)極上失電子，根據(jù)原電池總反應(yīng)式，正極反應(yīng)為PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O負(fù)極：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4質(zhì)量增加2mol96g1molΔmΔm＝eq\f(96g×1mol,2mol)＝48g。答案PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O小487．(12分)化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)下列相關(guān)說法正確的是________(填序號(hào))。A．通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣B．二次電池又稱充電電池或蓄電池，這類電池可無限次重復(fù)使用C．除氫氣外，甲醇、汽油、氧氣等都可用作燃料電池的燃料D．近年來，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提上日程，其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應(yīng)式可表示為2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法正確的是________(填序號(hào))。A．以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)B．反應(yīng)環(huán)境為堿性C．電池放電時(shí)Cd作負(fù)極D．該電池是一種二次電池(3)在宇宙飛船和其他航天器上經(jīng)常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳塊組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電。①a電極是電源的________極；②若該電池為飛行員提供了360kg的水，則電路中通過了________mol電子。解析(1)B項(xiàng)二次電池可以多次使用，但不可能無限次重復(fù)使用。C項(xiàng)氧氣可用作燃料電池的氧化劑，而不是燃料。D項(xiàng)廢舊電池進(jìn)行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘和鉛等金屬離子，它們會(huì)對土壤、水源造成污染。(2)兩個(gè)方向的反應(yīng)條件不同，不能稱為可逆反應(yīng)。(3)電路中通過的電子的物質(zhì)的量為(360000g÷18g·mol－1)×2＝40000mol。答案(1)A(2)BCD(3)負(fù)40000一、課后總結(jié)與反思1．本節(jié)課通過復(fù)習(xí)原電池結(jié)合學(xué)生已知道的電池，讓學(xué)生相互交流總結(jié)了幾種常見的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過堿性鋅錳電池