高中化學 第二章 第二節(jié) 第2課時 發(fā)展中的化學電源學案 新人教版必修

1、第2課時發(fā)展中的化學電源一、原電池工作原理的應用2比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬為_極，活動性弱的金屬為_極。例如有兩種金屬A和B，用導線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動性_。3設計原電池已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般_為負極材料(或在負極上被_)，_(電解質溶液中的陽離子)在正極上被還原。例如，利用Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag的氧化還原反應可設計成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應式為：負極(Cu)：_(氧化反應)正極(C)：_(還原反應)4化學電源人們利用原電池原理，將_能直接轉化為_

2、能，制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池、高能燃料電池等，以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展中，電池發(fā)揮著重要的作用，大至宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機、輪船，小至電腦、電話、電子手表、心臟起搏器等，都離不開各種各樣的電池。二、發(fā)展中的化學電源1干電池普通鋅錳干電池電池組成：_作負極；位于中央的頂蓋帶有_作正極；電解質是_糊。負極反應為_。2充電電池充電電池是一種_。充電放電可循環(huán)進行，至一定周期后終止。最早也是使用最廣泛的是鉛蓄電池，_是Pb，_是PbO2，電解質是_。封閉式體積小的充電電池鎳鎘電池，負極是_，正極是_，電解質是_。另外還有鋰離子電池等。3燃料電池燃料電池是一

3、種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。如氫氧燃料電池，在負極上發(fā)生氧化反應的是_，在正極上發(fā)生還原反應的是_，產(chǎn)物是_。燃料電池與干電池的主要區(qū)別在于_不是儲存在電池內部，而是用外加的設備提供_和_等，使反應連續(xù)進行。電池反應：2H2O2=2H2O(1)電解質溶液為稀硫酸：負極：_，正極：_。(2)電解質溶液為KOH溶液：負極：_正極：_。知識點一化學電源電極的判斷及電極反應方程式的書寫1如下圖，鋅錳干電池在放電時總反應方程式可表示為Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O。在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應的物質是()AZn B碳CMnO2和NH DZn2和NH32人造地球衛(wèi)星用

4、到一種高能電池銀鋅蓄電池，其電池電極反應為Zn2OH2e=ZnOH2O，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。據(jù)此判斷氧化銀是()A負極，并被氧化 B正極，并被還原C負極，并被還原 D正極，并被氧化32009年奔馳和寶馬汽車公司推出鋰電池混合動力車。該鋰電池具有高能量、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，即使是在非常低的溫度下作業(yè)也能有出色的表現(xiàn)。某種鋰電池的總反應為LiMnO2=LiMnO2，下列說法不正確的是()ALi是負極，電極反應為Lie=LiBLi是正極，電極反應為Lie=LiCMnO2是正極，電極反應為MnO2e=MnOD鋰電池是一種環(huán)保型電池知識點二燃料電池4燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4

5、等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是()A負極反應式：O22H2O4e=4OHB負極反應式：CH48OH8e=CO26H2OC隨著放電的進行，溶液中的氫氧根離子濃度不變D放電時溶液中的陰離子向負極移動5科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發(fā)電。電池的負極反應為()AH22OH2e=2H2OBO24H4e=2H2OCH22e=2HDO22H2O4e=4OH練基礎落實1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

6、電路從銅電極流向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負極2日常所用干電池的電極分別為石墨棒(上面有銅帽)和鋅皮，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應式可簡化為：Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3與Zn2能生成一種穩(wěn)定的物質)。根據(jù)上述判斷，下列結論正確的是()鋅為正極，石墨為負極鋅為負極，石墨為正極工作時，電子由石墨極經(jīng)過外電路流向鋅極長時間連續(xù)使用時，內裝糊狀物可能流出腐蝕用電器A B C D3燃料電池是目前電池研究的熱點之一。現(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所示，a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是(

7、)Aa極是負極，該電極上發(fā)生氧化反應Bb極反應是O24OH4e=2H2OC總反應方程式為2H2O2=2H2OD氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源4鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質溶液為硫酸，工作時反應為：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O下列結論正確的是()APb為正極被氧化BSO只向PbO2極移動C電解質溶液密度不斷減小D溶液的pH值不斷減小5.根據(jù)反應：2AgCu=Cu22Ag，設計如右圖所示原電池，下列說法錯誤的是()AX可以是銀或石墨BY是硫酸銅溶液C電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極DX極上的電極反應式為Age=Ag6下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下

8、列說法正確的是()A該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化B裝置Y中負極的電極反應式為O22H2O4e=4OHC裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化練方法技巧化學電源中的計算技巧7以鋅片和銅片為兩極、稀硫酸為電解液組成原電池，當導線中通過2 mol電子時，下列說法正確的是()A鋅片溶解了1 mol，銅片上析出1 mol氫氣B兩極上溶解和析出的物質的質量相等C鋅片溶解了1 g，銅片上析出1 g氫氣D電解質溶液pH不變8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。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為Z

9、nMnO2H2O=ZnOMn(OH)2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MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC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0.2 mol電子，鋅的質量理論上減少6.5 g題號12345678答案練綜合拓展9利用生活中或實驗中常見的物品，根據(jù)氧化還原反應知識和電化學知識，自己動手設計一個原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)實驗原理：Fe2H=Fe2H2。(2)實驗原理：電極(_、_)、_、_、稀硫酸、耳機(或者電流計)。(請在空格中填寫所缺的實驗用品)(3)實驗裝置(如右圖)。(4)原電池設計及注意的問題：按如圖所

10、示連接好實驗儀器，注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出，如果沒有，可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意：接觸的同時耳機的另一極是連接在原電池的另一個電極上的)，這時可以聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”的聲音。其原因是：在原電池中，由化學能轉化為_，在耳機中又由_轉化為聲音這種能量。如果將裝置中的耳機改為電流計，則鐵釘應該接電流計的_極，電極反應是_，發(fā)生了_反應。10人們應用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學技術發(fā)展中，電池發(fā)揮著越來越重要的作用，如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、空間電視轉播站、飛機、輪船、電腦、收音機、照相機、電子手表、心臟起搏器等，都離不開各式

11、各樣的電池，同時廢棄的電池隨便丟棄也會對環(huán)境造成污染。請根據(jù)題中提供的信息，回答下列問題：(1)電子表和電子計算器中所用的是紐扣式微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液，工作時電池總反應為Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。工作時電流從_極流向_極(填“Ag2O”或“Zn”)。電極反應式：正極_，負極：_。工作時電池正極區(qū)的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)氫鎳電池是近年來開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是H2NiO(OH) 放電充電Ni(OH)2。電池放電時，負極是_，負極的電極反應式為_，正極的電極反應式為

12、_，正極附近溶液的pH如何變化？_。第2課時發(fā)展中的化學電源基礎落實一、1原電池2負正AB3還原劑氧化氧化劑Cu2e=Cu22Ag2e=2Ag4化學電二、1鋅銅帽的石墨棒NH4ClZn2e=Zn22二次電池負極正極稀硫酸CdNiO(OH)KOH3H2O2H2O反應物燃料氧化劑(1)2H24e=4HO24e4H=2H2O(2)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH對點訓練1C2.B3.B4D與一般原電池工作原理相似，電解質溶液中陰離子向負極移動。5C由題意可知，該電池實際上是氫氧燃料電池，以氧氣(空氣)為氧化劑與氫氣發(fā)生氧化還原反應來產(chǎn)生電流，總反應式為2H2O2=2H2O，負極是氫

13、氣，發(fā)生氧化反應，正極是氧氣，發(fā)生還原反應；該反應在酸性介質(磷酸為電解質)中進行，所以負極反應為H22e=2H，正極反應為O24H4e=2H2O，C項正確，其余不正確。課后作業(yè)1B鋰離子電池可以充電再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流由銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯；電池的實質即化學能轉化成電能，C項正確；Zn失去電子生成Zn2，故作為負極，D項正確。2D由負極失電子發(fā)生氧化反應，正極得電子發(fā)生還原反應或根據(jù)原電池的形成條件，相對活潑(指金屬性)的一極為負極，相對不活潑的一極為正極可判斷出錯對。在外電路，電子從負極流向正極，故不正確。長時間連續(xù)使用該電池，由于

14、鋅皮慢慢溶解而破損，且MnO2不斷吸收H2而產(chǎn)生H2O，糊狀物也越來越稀，故其容易流出而腐蝕用電器。3BA項，a極通H2為負極，電極反應應為2H24OH4e=4H2O，發(fā)生氧化反應；B項，b極通O2為正極，電極反應為O22H2O4e=4OH，B項不正確；C項，正負極電極反應式相加得總反應為2H2O2=2H2O；D項，氫氧燃料電池的能量高，且產(chǎn)物為水，對環(huán)境無污染，故是具有應用前景的綠色電源。4C根據(jù)方程式：O22H2SO4=2SO42H2O原電池中失電子的物質為負極，所以Pb為負極，PbO2為正極。又因負極Pb2e=Pb2進入溶液，溶液中SO也向Pb極移動，生成難溶的PbSO4，所以電解質溶液密度不斷減小。由于H的物質的量濃度不斷減小，pH值不斷增大。綜上分析得出答案為C。5B從題給氧化還原反應方程式分析可知：銅被氧化，作原電池的負極，X為正極，電極材料是比銅不活潑的導體，A正確；Ag在X電極上被還原，則電解質溶液提供Ag，B項錯誤，D項正確；外電路中銅失去電子，流向X電極，