第二节化学电源

主备人： 黄宏新 审核人： 黄仲雨 包科领导： 使用日期： 第二节第二节 化学电源导学案化学电源导学案 一、教学目标 【知识与技能】：了解电池的一般分类；了解常见的化学电源的种类及其原理; 能写几种 典型化学电池的电极反应；会判断电池的优劣。 【过程和方法】：结合生产、生活实际，学习常见化学电池的组成和应用 【情感态度和价值观】：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题， 初步形成较为客观、正确的能源观。 二、教学重点：一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用 三、教学难点：化学电池的反应原理 【自主学习自主学习】 一、化学电池一、化学电池 阅读教材 74 页，思考下列问题 1、概念：原电池是将 转化 为的装置 2、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？ 一次电池又称不可充电电池如：干电池。 分类 、二次电池又称充电电池蓄电池。 、燃料电池。 3、化学电池与其他能源相比有哪些优点？ 、能量转换效率高，供能稳定可靠。 、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便。 、易维护，可在各种环境下工作。 4、判断电池的优劣标准主要是什么？ 、比能量：符号(Ah/kg)，(Ah/L) 、比功率：符号是 W/kg，W/L) 、比时间：电池的储存时间的长短 二、一次电池二、一次电池 一次电池的电解质溶液制成_，不流动，也叫做干电池。 特点：一次电池不能充电，不能反复使用。 【探究一】 、阅读课本P75页碱性锌锰干电池： 1、碱性干电池工作时的反应原理： 负极（锌筒）： 正极（MnO2）： 电池的总反应式为： 2、碱性干电池与普通锌锰干电池其优点是： 【探究二】 、请阅读 P75的资料卡片-银锌电池，思考银锌电池的工作原理是什么？ 1、银锌电池的工作原理： 负极： 正极： 锌电池的总方程式为： 2 2、正极壳填充 ，负极盖填充 ，电解质溶液 。 3 优点： 例 1、1958 年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达 10 年之 久这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂碳电池这种电池容量大， 电压稳定，能在56.771.1温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电 脑中广泛使用它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2) 组成电解质溶液电池总反应为：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S （1） 、此电池中_作负极，电极反应为 ，_作正 极 （2）、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是:起搏器遵循天然心脏的工作原理通 过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动 例2日常所用的干电池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加 入MnO2氧化吸收H2）, 电极反应可简化为：Zn2e=Zn2+；2NH4+2e =NH3+H2,根据 上述叙述判断下列说法正确的是 A. 干电池中锌为正极，碳为负极 B. 干电池工作时，电子由碳极经外电路流向锌极 C. 干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器 D. 干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 三、三、二次电池二次电池 二次电池放电后可以再_使活性物质获得再生，又称_或 _。 【探究三探究三】 、请阅读 P76 的图片-铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么？ 1、铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上 有一层棕褐色的 ，负极是海棉状的 ，两极均浸入 溶液中，且两极间用 橡胶或微孔塑料隔开。 2、 （1）放电的电极反应为： 负极： 正极： 总反应式： 知识了解：铅蓄电池的电压正常情况下保持 20 V，当电压下降到 185 V 时，即当放电进 行到硫酸浓度降低，溶液密度达 118 g / cm3 时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电。 、充电的电极反应：阳极： 阴极： 总反应式： 放电与充电反应式可写成： 3、充电时，外加电源的正极应与 Pb 和 PbO2中的哪一极相连？ 4、电池工作电解质溶液的 PH 如何变化？ 3 5、铅蓄电池的优点： 缺点： 例 3铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2，电解质溶液为 H2SO4，工作时的反应为 PbPbO2H2SO4PbSO4H2O，下列结论正确的是( ) AP为正极被氧化 B溶液的 pH 不断减小 C只向 PbO2处移动 D电解质溶液 pH 不断增大 2 4 SO 四、燃料电池四、燃料电池 【探究四】 、阅读课本 77 页了解燃料电池的优点及构造反应原理 1、 氢氧燃料电池（碱性）工作原理: （1）电极反应：负极：2H24 OH4e4 H2O 正极：O22 H2O4e4 OH 、电池的总反应为： 2、 氢氧燃料电池（酸性）工作原理: （1）电极反应：负极： 正极： 、电池的总反应为： 、优点： 3、 燃料电池是不是将热能转化为电能？电池内部是否存在燃烧？ 4、 燃料电池电极本身是否参与了反应？通入燃料的电极的名称是： 例 4、阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2O22H2O ，电解 质溶液为 KOH 溶液，反应保持在较高温度，使 H2O 蒸发，则下列叙述中正确的是（ ） A此电池能发生蓝色火焰 BH2为正极，O2为负极 C工作时，电解质溶液的 PH 不断减小 D电极反应为负极：2H24 OH4e4 H2O；正极：O22 H2O4e4 OH 【探究五】 、甲烷燃料电池： 该电池用金属铂片插入电解质溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和 O2 （1 1）碱性介质）碱性介质 负极：CH4+10 OH-8e-=CO32-+7H2O 正极：2O24H2O8e8OH 电池的总反应为：CH4+2O22KOH=K2CO3+H2O （2 2）酸性介质：）酸性介质： 负极：CH4+ 2H2O8e-=CO2+8H+ 正极：2O28H+ 8e4H2O 电池的总反应为：CH4+2O2CO22H2O 燃料电池的优点：(1) ； (2)污染 _。 例 5、可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世，其结构示意图如 下。甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电子经外电路、质 子经内电路到达另一电极后与氧气反应，电池总反应为： 2CH3OH3O2=2CO24H2O。下列说法不正确的是（ ） A右电极为电池正极，b 处通入的物质是空气 B左电极为电池负极，a 处通入的物质是空气 C负极反应式为：CH3OHH2O6e=CO26H 4 D正极反应式为：O24H4e=2H2O 【探究六】 、废旧电池有哪些危害，如何正确处理废旧电池？ 归纳总结：书写电极反应式注意点： 、正确写出化学方程式，找出氧化剂和还原剂，标出电子转移的方向和数目，确定正负 极反应的物质； 、利用电荷守恒分别写出电极反应式； 、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4 价的 C 在酸性溶液中以 CO2形式存在，在碱性溶液中以 CO32形式存在） 、验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。 、溶液中不存在 O2：在酸性溶液中它与 H结合成 H2O、在碱性或中性溶液中它与水 结合成 OH； 【当堂检测当堂检测】 1 1、 （2004 年天津）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的 是 ( ) Aa 电极是负极 Bb 电极的电极反应为：4OH-4e-= 2H2O+O2 C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 2有人设计出利用 CH4和 O2的反应，用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池。电池的总反应类 似于 CH4在 O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ） 每消耗 1molCH4可以向外电路提供 8mole- 负极上 CH4失去电子，电极反应式 CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 负极上是 O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH- 电池放电后，溶液 PH 不断升高 A. B. C. D. 3 （2013 江苏）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。 该电池以海水为电解质溶液（示意图如右） ，该电池工作时， 下列说法正确的是( ) A.Mg 电极是该电池的正极 B.H2O2在石墨电极上发生氧化反 应 C.石墨电极附近溶液的 pH 增大 D.溶液中 Cl向正极移动 4. (2012 四川卷）一种基于酸性燃料电池原