魯科高中化學四化學電源（導學案）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精1—3-2化學電源【學習目標】1.了解化學電源的分類方法。2。了解幾種常見化學電源的組成和工作原理.3.了解化學電源廣泛的應用及廢舊電池對環(huán)境的危害，設想其處理方法?！緦W習重難點】學習重點：常見化學電源的組成和工作原理學習難點：常見化學電源的組成和工作原理【自主預習】1．原電池的設計與判斷（1）依據(jù)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑設計原電池，可選用作負極，作正極，用導線連接后，置于電解質(zhì)溶液中。（2）若電極材料選銅和石墨,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構(gòu)成原電池?。若能，請寫出電極反應式,負極為;正極為。(若不能,后兩空不填）(3)若(2）題中電極材料選銅和鐵,則負極反應式為,正極反應式為，其電池總反應的離子方程式為。2．回答下列問題：（1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因：.(2）實驗室用鋅與稀硫酸反應制取氫氣時，常加入少量的硫酸銅溶液的原因是。（3)有三種金屬片a、b、c，用導線將a、b連接浸泡在硫酸銅溶液中，a質(zhì)量減小，b質(zhì)量增加；用導線將a、c連接浸泡在稀硫酸中，c不斷溶解，a有氣泡產(chǎn)生。由此判斷三種金屬的活動性順序是?！绢A習檢測】1．下列說法錯誤的是（)A．依據(jù)原電池的原理設計出了化學電源B．原電池是化學電源的雛形C．判斷一種電池的優(yōu)劣主要是看其負極材料的活潑性D．氧化還原反應所釋放的化學能，是化學電源的能量來源2．下列說法中,不正確的是(）A．化學電池是將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置B．化學電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等C．化學電池供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護D．廢舊電池可以隨意丟棄合作探究探究活動一：化學電池化學電池是將的裝置。其種類很多，常分為以下三類。請你舉出生活中常見的電池，并將其分類填入下表：種類特點(分類依據(jù))實例一次電池二次電池燃料電池［歸納總結(jié)]化學電池是一類應用范圍廣、實用性強的電源,分為一次電池、二次電池（可充電電池)、燃料電池(連續(xù)電池)。使用后的廢棄電池中含有和酸、堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會給、等造成嚴重的污染。所以廢棄電池要進行回收利用.【學以致用】1．下列說法正確的是(）A．堿性鋅錳電池是二次電池B．鉛蓄電池是一次電池C．二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生D．燃料電池的活性物質(zhì)大量儲存在電池內(nèi)部2．下列有關電池的說法不正確的是（）A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極探究點二常見的化學電池1．一次電池(1）堿性鋅錳干電池是一種常用的一次電池，其負極是,正極是,電解質(zhì)溶液是溶液.①負極反應式：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，②正極反應式：MnO2＋2H2O＋2e－=Mn（OH）2＋2OH－，③總反應式：Zn＋MnO2＋H2O=Mn(OH）2＋ZnO。(2）鋅銀電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時間長等特點。試根據(jù)總反應式Zn＋Ag2O＋H2O=Zn（OH）2＋2Ag判斷：①負極是，其依據(jù)是。②正極反應式是,反應類型是。2．二次電池鉛蓄電池是常見的二次電池，其負極是，正極是，電解質(zhì)溶液是。已知鉛蓄電池的放電反應和充電反應表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o（,\s\up7(放電）,\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O（1)請你分析并寫出鉛蓄電池放電時的電極反應式負極：；正極：。(2）鉛蓄電池充電時，發(fā)生氧化反應的物質(zhì)是，其電極反應式是；發(fā)生還原反應的物質(zhì)是,其電極反應式是.（3)放電過程中，電解質(zhì)溶液的pH變化是，理由是。3．燃料電池（1)氫氧燃料電池用Pt作電極,不斷充入燃料（H2）和氧化劑(O2)，分別在兩極發(fā)生氧化反應和還原反應，電池總反應式是2H2＋O2=2H2O。氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應介質(zhì)負極反應式正極反應式酸性中性堿性（2)燃料電池的燃料除氫氣外，還有、、、氨氣、肼等氣體或液體。若用導線相連的兩個鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲醇（CH3OH)和氧氣,發(fā)生原電池反應。在負極發(fā)生氧化反應的是，其產(chǎn)物最終是，負極反應式是；正極反應式是；總反應式是.[歸納總結(jié)]1．常見化學電池的比較(1）一次電池：活潑金屬作負極，參與電極反應，放電完成后，不能再使用。（2)二次電池：兩電極都參與電極反應，可充電、放電，循環(huán)使用。（3)燃料電池：兩電極都不參與電極反應，不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應，可連續(xù)使用。2．書寫化學電池中電極反應式注意的問題（1）正確判斷出化學電池的負極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應。(2)確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應，若能反應,則應寫與電解質(zhì)溶液反應后的電極反應式.(3）在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原,無論該離子是強電解質(zhì)提供的,還是弱電解質(zhì)提供的，一律寫離子符號。（4)書寫二次電池的電極反應式時,要注意判斷充電方向與放電方向。放電時的電極反應式倒過來即為充電時的電極反應式（注意電子的得失)?！緦W以致用】3．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電極反應為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OAg2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag根據(jù)上述反應式，判斷下列敘述中正確的是（）A．在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH增大B．在使用過程中，電子由Ag2O經(jīng)外電路流向Zn極C．Zn是負極,Ag2O是正極D．Zn極發(fā)生還原反應，Ag2O極發(fā)生氧化反應4．一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其電極反應式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3）＋12H2O、7H2O＋eq\f(7，2)O2＋14e－=14OH－,有關此電池的推斷正確的是（）A．通氧氣的電極為負極B．參加反應的氧氣與C2H6的物質(zhì)的量之比為7∶2C．放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度不變D．電解質(zhì)溶液中，COeq\o\al（2－,3)向正極移動5．用兩根鉑絲作電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣，可形成原電池——燃料電池,該電池放電時發(fā)生的反應為CH4＋2KOH＋2O2=K2CO3＋3H2O，下列說法錯誤的是()A．通甲烷的一極為負極，通氧氣的一極為正極B．放電時，通入O2一極附近溶液的pH升高C．放電一段時間后,KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生變化D．通甲烷極的電極反應式是CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O【學習小結(jié)】【鞏固練習】1．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O（l）=Zn（OH）2(s)＋Mn2O3（s)。下列說法中，錯誤的是（)A．電池工作時，鋅失去電子B．電池正極的電極反應式為2MnO2(s)＋H2O（l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量減少6。5g2．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2,電解質(zhì)溶液為H2SO4，工作時的電池反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O,下列結(jié)論正確的是（）A．Pb為正極被氧化 B．溶液的pH不斷減小C．SOeq\o\al(2－，4）只向PbO2處移動 D．電解質(zhì)溶液pH不斷增大3．我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極,鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產(chǎn)生電流.電池總反應為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH）3，下列說法不正確的是（）A．正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．電池工作時,電流由鋁電極沿導線流向鉑電極C．以網(wǎng)狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積D．該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用4．(1)今有反應2H2＋O2eq\o（=，\s\up7(KOH)）2H2O，要構(gòu)成燃料電池，則負極通入的應是____________，正極通入的應是_____________________________________________________，電極反應式分別為__________________________________________________、________________________________________________________________________.（2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液,則電極反應式分別為__________________、________________________________________________________________________。（3)上述(1)和(2)的電解質(zhì)溶液不同，反應進行后,(1)中溶液pH變________（填“大"或“小”,下同),（2）中溶液pH變________.(4)如把H2改為甲烷，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則電極反應式分別為________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。【總結(jié)與反思】通過自評、互評、師評相結(jié)合對本節(jié)學習過程進行反思感悟?！緟⒖即鸢浮俊咀灾黝A習】1．（1）鐵片，銅片（或石墨）,稀硫酸（2）能.Cu－2e－=Cu2＋;2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋。(3)Fe－2e－=Fe2＋,2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋,Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。2．（1)當Cu、Al導線連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕.（2)鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSO4，Cu2＋被鋅置換出來，生成的單質(zhì)Cu附著在鋅的表面，此時會發(fā)生原電池反應,鋅為負極，使反應速率加快。（3）c〉a〉b.【預習檢測】1。C2.D【合作探究】探究活動一:化學能轉(zhuǎn)化電能種類特點(分類依據(jù))實例一次電池放完電以后不能再使用普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池二次電池充電、放電可循環(huán)進行鉛蓄電池、鎳氫電池燃料電池可通過不斷充入還原劑、氧化劑,連續(xù)使用氫氧燃料電池、CH4燃料電池[歸納總結(jié)]汞、鎘、鉻、鉛等大量的重金屬，土壤，水源【學以致用】1。C2。B探究活動二1．（1）Zn,MnO2，KOH（2)①Zn，在總反應式中鋅元素化合價升高，失去電子，鋅為負極。②Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－,還原反應.2．Pb，PbO2，硫酸溶液（1）Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=