《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 主題3 合理利用化學(xué)能源 課題1 電池探秘學(xué)案 魯科版選修1 .doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 主題3 合理利用化學(xué)能源 課題1 電池探秘學(xué)案 魯科版選修1 .doc（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

課題1　電池探秘 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.以銅鋅原電池為例理解原電池的工作原理。(重難點(diǎn))2.認(rèn)識(shí)電池的構(gòu)成條件，掌握原電池正負(fù)極的判斷方法。(重點(diǎn))3.學(xué)會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析出生活中所使用的各種電池。(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 一、電池是怎樣工作的 1．原電池的定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2．原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例) (1)工作原理 鋅片失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H＋從銅片上得到電子被還原成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子在銅片上放出。 (2)電極名稱 負(fù)極：電子流出的電極。(發(fā)生氧化反應(yīng)的一極) 正極：電子流入的電極。(發(fā)生還原反應(yīng)的一極) (3)電極反應(yīng)式 負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：2H＋＋2e－===H2↑ 總反應(yīng)式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 3．原電池的構(gòu)成條件 (1)兩個(gè)活潑性不同的電極(或金屬與導(dǎo)電的非金屬) ①負(fù)極：活潑性強(qiáng)、失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。 ②正極：活潑性弱、得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (2)兩電極插入同一電解質(zhì)溶液中。 (3)形成閉合回路。 (4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 4．實(shí)質(zhì) 原電池產(chǎn)生電流的實(shí)質(zhì)，是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。電子由負(fù)極流向正極產(chǎn)生電流。 5．實(shí)際應(yīng)用 (1)紐扣電池及工作原理 總反應(yīng)式：H2O＋Zn＋HgO===Zn(OH)2＋Hg (2)紐扣電池的優(yōu)點(diǎn)：體積小，壽命長，電流穩(wěn)定。 二、認(rèn)識(shí)幾種電池 1．幾種電池比較 電池種類 工作原理 利弊 鋅錳 干電池 鋅筒做負(fù)極，失電子被氧化 碳棒與頂端的金屬帽相連做正極，電池內(nèi)部的MnO2得電子被還原 ①使用時(shí)鋅皮逐漸消耗，引起電解質(zhì)滲漏 ②電壓不斷下降，不能提供穩(wěn)定電壓 鉛酸蓄電池 鉛做負(fù)極，PbO2做正極，發(fā)生反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，充電時(shí)PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻b和PbO2 ①可通過檢查硫酸溶液的密度確定是否應(yīng)該充電 ②這類電池充、放電方便，穩(wěn)定性強(qiáng)，但體積大，使用不方便，且壽命較短 燃料電池(以氫氧燃料電池為例) 在負(fù)極消耗燃料H2，在正極消耗O2，反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O ①可以不間斷地輸入燃料和氧化劑，輸出電極反應(yīng)產(chǎn)物 ②化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)換率高而且工作壽命長，能夠大功率連續(xù)供電，無噪聲，無污染 2.廢舊電池污染的治理 (1)廢舊電池必須回收。 (2)開發(fā)使用無污染或污染小的新型電池，如太陽能電池。 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1．判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打√，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打) (1)原電池中負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。(　　) (2)鋅錳干電池中碳棒與頂端的金屬帽相連做正極，鋅筒做負(fù)極。(　　) (3)鉛蓄電池充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(　　) (4)燃料電池中燃料燃燒充分，能量轉(zhuǎn)化率高。(　　) 【答案】　(1)　(2)√　(3)　(4) 2．下列有關(guān)原電池的說法中，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72572094】 A．在正極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負(fù)極 C．正極是電子流出的極 D．是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 B　[原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池工作時(shí)，較活潑的負(fù)極失電子被氧化，即電子流出；較不活潑的正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子流入。] 3．下列有關(guān)電池的說法不正確的是(　　) A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時(shí)，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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 B　[鋰離子電池可以充電，再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流從銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2＋，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確。] [合 作 探 究攻 重 難] 原電池的工作原理與正負(fù)極的判斷 如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示。 [思考交流] 1．怎樣判斷該電池的正、負(fù)極？ 【提示】　電子流出的電極為負(fù)極，即X為負(fù)極；電子流入的電極為正極，即Y為正極。 2．X極發(fā)生氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)？ 【提示】　氧化反應(yīng)。 3．如果X極為鐵片，Y極能是鋅片嗎？為什么？ 【提示】　不能。原電池中負(fù)極材料的活動(dòng)性一般比正極材料強(qiáng)。 1．原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例) 2．原電池正負(fù)極的判斷 (1)由組成原電池兩極的電極材料判斷。一般是活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 在特殊情況下，正負(fù)極的判斷還要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。如(－)Al|NaOH(aq)|Mg(＋)原電池中Al做負(fù)極，在強(qiáng)堿性條件下，Al比Mg活潑。 (2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。在外電路上，電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。 (3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷，原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (5)依據(jù)現(xiàn)象判斷。一般溶解的一極為負(fù)極，增重或者有氣體放出的一極為正極。燃料電池除外。 [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 題組1　電池是怎樣工作的 1．下列有關(guān)原電池的敘述中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72572095】 A．把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 B．活潑金屬作正極，不活潑金屬或非金屬作負(fù)極 C．外電路中電子從負(fù)極流向正極 D．正極發(fā)生氧化反應(yīng) C　[原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；原電池中活潑金屬做負(fù)極，不活潑金屬或非金屬做正極，B錯(cuò)誤；原電池中負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。] 2．在下圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電流從電極X流向電極Y。若X為鐵，則Y可能是(　　) A．鋅　　　B．石墨 C．銀 D．銅 A　[電流的方向與電子的移動(dòng)方向相反，故電子由電極Y流向電極X，因此Y電極的活潑性強(qiáng)于鐵，故Y電極只能為選項(xiàng)中的鋅。] 3．在銀鋅原電池中，以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式為______________________，鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________，銀為________極，電極上發(fā)生的是________________反應(yīng)(“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式是________；銀片上觀察到的現(xiàn)象是_______________________________。 【解析】　在Zn、Ag、CuSO4溶液組成的原電池中，Zn為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而逐漸溶解；Ag為正極，溶液中的銅離子被還原析出。 【答案】　負(fù)　氧化　Zn－2e－===Zn2＋　鋅片逐漸溶解　正　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　銀片上有紅色物質(zhì)析出 1．在內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。 2．電子只流經(jīng)外電路，流向?yàn)椋贺?fù)極→導(dǎo)線→正極。 3．電流方向與電子流向相反。 4．只有根據(jù)能自發(fā)進(jìn)行且放出能量的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)原電池。 題組2　認(rèn)識(shí)幾種電池 4．鋅錳干電池在放電時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可以表示為： Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋Mn2O3＋H2O 在此電池放電時(shí)，正極(碳棒)上發(fā)生還原反應(yīng)的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72572096】 A．Zn B．碳棒 C．MnO2 D．H＋ C　[MnO2得電子生成Mn2O3，發(fā)生了還原反應(yīng)。] 5．氫氧燃料電池可以使用在航天飛機(jī)上，其反應(yīng)原理示意圖如下所示。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72572097】 A．該電池工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．該電池中電極a是正極 C．外電路中電子由電極b通過導(dǎo)線流向電極a D．該電池的總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O D　[燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，通入燃料的電極為負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。]