《第四章第二節(jié)化學電源學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第四章第二節(jié)化學電源學案（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第四章 電化學基礎 第二節(jié) 化學電源 課前預習學案 一、預習目標 1了解常用電池的構造，2一次電池和二次電池的區(qū)別 二、預習內容 閱讀書本，回答以下問題： 1、什么是一次電池？ 2、什么是二次電池？ 3.判斷一種電池的優(yōu)劣的標準是什么？ 4、日常生活中電池有那些應用？ 如何書寫復雜反應的電極反應式？ 三、通過預習提出疑惑 同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內容 課內探究學案 一、學習目標 應用原電池原理，進一步學習常見一次電池、二次電池、燃料電池的工作原理。能根據電池總反應式判斷：正、負電極，寫出電極反應式 學習重難點：能根據電池總反應式判斷：正、負電極，寫出電極反應式 二、學習過程 一、一次電池 1.堿性鋅錳電池 電極材料為Zn 和MnO2，電解質是KOH. 總反應式：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2 如何書寫復雜反應的電極反應式？ 負極：( )________________________________________________ 正極：( )_________________________________________________ 2．鋅銀電池 銀鋅電池是一種高能電池，它質量輕、體積小，是人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉播站等的電源。 電極材料為Zn 和Ag2O，電解質是KOH. 總反應式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag 負極：( )________________________________________________ 正極：( )________________________________________________ 二、二次電池 放電 充電 鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。 蓄電池放電和充電的總反應式：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O 放電的電極反應為： 負極：( )________________________________________________ 正極：( )_________________________________________________ 目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應用于國防、科研、交通、生產和生活中。 三．燃料電池 燃料電池是使燃料與氧化劑反應直接產生電流的一種原電池，。它與其它電池不同，它不是把還原劑、氧化劑物質全部貯存在電池內，而是在工作時，不斷地從外界輸入，同時把電極反應產物不斷排出電池。燃料電池的正極和負極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負極連續(xù)通入氫氣、煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體；從正極連續(xù)通入氧氣或空氣?；瘜W反應的最終產物和燃燒時的產物相同。燃料電池的特點是能量利用率高，設備輕便，減輕污染，能量轉換率可達70%以上。 1.氫氧燃料電池 它是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領域。它的電極材料一般為活化電極，碳電極上嵌有微細分散的鉑等金屬作催化劑，如鉑電極、活性炭電極等，具有很強的催化活性。電池反應總式是_______________________________________________ a.電解質是酸 負極：________________________________________________ 正極：_________________________________________________ b.電解質是堿 負極： ________________________________________________ 正極： _________________________________________________ c.電解質是固體熔融物 負極： ________________________________________________ 正極： _________________________________________________ 2. 甲烷燃料電池 另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。 電池總反應式為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 負極： ________________________________________________ 正極： _________________________________________________ 課堂練習與提高 一、選擇題 1.如圖裝置能組成原電池的是( ) 2.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的電池反應為Zn+Ag2O+H2O====2Ag+Zn(OH)2,則負極上發(fā)生反應的物質是( ) A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 3.（2008江蘇高考，5）鎳鎘（NiCd）可充電電池在現代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行: Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2 有關該電池的說法正確的是（ ） A.充電時陽極反應:Ni(OH)2-e-+OH-====NiOOH+H2O B.充電過程是化學能轉化為電能的過程 C.放電時負極附近溶液的堿性不變 D.放電時電解質溶液中的OH-向正極移動 4.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: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)====Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列說法錯誤的是( ) 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0.2 mol電子，鋅的質量理論上減小6.5 g 5.目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應可以表示為:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸。以下說法中正確的是( ) ①以上反應是可逆反應 ②以上反應不是可逆反應 ③充電時化學能轉變?yōu)殡娔? ④放電時化學能轉變?yōu)殡娔? A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 6.用Pt電極放置于KOH溶液中，然后分別向兩極通入CO和O2，即可產生電流，下列敘述中正確的是( ) ①通入CO的電極為陰極 ②通入CO的電極反應式為:2CO+O2+4e-====2CO2 ③正極電極反應式為:O2+2H2O+4e-====4OH- ④負極電極反應式為:CO+4OH--2e-====+2H2O⑤電池工作時溶液中的陽離子向原電池的負極移動 ⑥放電時溶液中的陰離子向負極移動 A.①④⑥ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③ 7.我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。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 8.國外新型研制的溴鋅蓄電池的基本構造是用碳棒作兩極，溴化鋅溶液為電解質溶液。現有四個電極反應: ①Zn-2e-====Zn2+ ②Zn2++2e-====Zn ③Br2+2e-====2Br- ④2Br--2e-====Br2 那么充電和放電時發(fā)生還原反應的是( ) A.③① B.④① C.②③ D.②④ 9.如圖所示為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是( ) A.a電極是負極 B.b電極的電極反應為:4OH--4e-====2H2O+O2↑ C.氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源 D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置 10.將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是 …( ) A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生 B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負極 C.兩燒杯中溶液的pH均增大 D.產生氣泡的速度甲比乙慢 11.燃料在電池中直接氧化而產生電能的裝置叫燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池。燃料電池所用燃料可以是氫氣，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等。肼分子（H2N—NH2）可以在氧氣中燃燒生成氮氣和水，利用肼、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池，請寫出該電池反應的電極反應式和總反應式:__________________________________； 并指出電解質溶液中，OH-離子向哪極移動:_________________________________________。 5解析:充電、放電時反應條件不同，故不是可逆反應，充電時電能轉化為化學能，放電時化學能轉化為電能。 答案:B 6解析:CO燃料電池總反應為2CO+O2+4KOH====2K2CO3+2H2O,故③④正確。在負極消耗OH-,故陰離子向負極移動，⑥正確。 答案:B 7解析:由電池總反應知，Al為負極，Al-3e-====Al3+,鉑網為正極:O2+4e-====+2H2O4OH-,電子由鋁電極沿導線流向鉑電極。故A對。電子由負極沿導線流向正極，電流方向恰好相反，故B錯。 答案:B 8解析:用惰性電極，故為電解質溶液中離子放電，得到電子被還原，故為②③。選c 9解析:氫氧燃料電池的總反應為2H2+O2====2H2O，故通氫氣的a電極為負極，通氧氣電極為正極，電極反應為O2-4e-+2H2O====4OH-,A正確，B錯誤；電池產物為H2O，故為綠色電源，C正確；隨時不斷通入H2和O2，D正確。 答案:B 10解析:本題考查原電池的構成條件及工作原理。題目中可以應用的信息主要是①鋅片、銅片兩種活潑性不同的金屬，②甲、乙兩圖。解答該題時，首先根據原電池的構成條件判斷甲、乙是否能形成原電池，然后再根據原電池的原理具體分析、判斷，甲裝置符合原電池條件，c可構成原電池，乙裝置不能構成原電池。甲中銅片有氣泡，乙中無；由于都消耗H上標+，所以pH都增大，C正確。 答案:C 11解析:肼燃料電池總反應為N2H4+O2N2+2H2O，負極反應為:N2H4-4e-+4OH-====N2+4H2O,正極反應為:O2+4e-+2H2O====4OH-。負極上消耗OH-，正極上產生OH-，故OH-向負極移動。 答案:負極:N2H4-4e-+4OH-====N2+4H2O 正極:O2+4e-+2H2O====4OH- 總反應式:N2H4+O2====N2+2H2O OH-離子向負極移動 5