苏教化学必修2江苏专用专题2第三单元第2课时 化学电源.ppt

第2课时化学电源 第2课时 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 课前自主学案 一 化学电源人们根据原电池的反应原理 发明并制造了多种多样的化学电源 在日常生活 高科技领域 航天技术中化学电源是不可缺少的 化学电源具有能量转化率高 使用方便 用途广泛等优点 二 化学电源的分类化学电源可分为两类 一次电池 二次电池 其中一次电池又称为一次性电池 其特点是用过之后不能复原 二次电池充电后可重复多次使用 常见化学电源的组成与反应原理 Zn 2NH4Cl 2MnO2 Zn NH3 2Cl2 2MnO OH Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2Ag PbO2 Pb 2PbSO4 2H2O 2H2SO4 2CH3OH 3O2 6H2O 1 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机酸转化成氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池负极反应为 A H2 2OH 2e 2H2OB O2 4H 4e 2H2OC H2 2e 2H D O2 2H2O 4e 4OH 答案 C 答案 A 3 一种燃料电池中发生的化学反应为 在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 A CH3OH g O2 g 2e H2O l CO2 g 2H aq B O2 g 4H aq 4e 2H2O l C CH3OH g H2O l 6e CO2 g 6H aq D O2 g 2H2O l 4e 4OH 答案 C 课堂互动讲练 化学电源可分为一次电池和二次电池 二次电池放电时是原电池 遵循原电池原理 解析 该电池能充电 为二次电池 A不正确 根据Li只有 1价可推知 LiFePO4中的Fe为 2价 B正确 放电时负极被消耗 化学能转化为电能 C正确 放电时 为原电池 电解质溶液中的阳离子应向正极移动 D正确 答案 A 变式训练1下列说法正确的是 A 镍镉电池 锂电池和锌锰电池都是二次电池B 燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C 化学电池的反应原理是氧化还原反应D 铅蓄电池放电时正极是Pb 负极是PbO2解析 选C 锌锰电池是一次电池 A不正确 燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池 B不正确 铅蓄电池放电时正极是PbO2 负极是Pb D不正确 1 电极反应式的书写 1 负极反应式的书写 活泼金属作负极时 本身被氧化 若生成的阳离子不与电解质溶液反应 可直接写成产物为金属阳离子 如 Zn 2e Zn2 Cu 2e Cu2 若生成的金属阳离子与电解质溶液反应 应写成 金属失电子的反应式 与 阳离子与电解质溶 如 H2 O2 H2SO4 原电池 正极反应式为 O2 4e 4H 2H2O H2 O2 KOH 原电池 正极反应式为 O2 4e 2H2O 4OH 2 原电池反应式的书写两电极反应式 得失电子数相等时 将两电极反应式相加即得原电池反应式 特别提醒 在正极上 若是电解质溶液中的某种离子被还原 无论该离子是强电解质提供的 还是弱电解质提供的 一律写离子符号 而在原电池反应中 要遵循离子方程式的书写规则 只有易溶的强电解质用离子符号表示 写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式 1 负极 正极 总反应式 2 负极 正极 总反应式 3 负极 正极 总反应式 解析 1 铁作负极失2e 变成Fe2 H 得e 变成H2 2 Cu失2e 变成Cu2 Ag 得e 变成Ag 3 Fe失2e 变成Fe2 得电子的是空气中的O2 因为NaCl溶液为中性溶液 所以O2得电子后变为O2 立即结合H2O分子生成OH 答案 1 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe H2SO4 FeSO4 H2 2 Cu 2e Cu2 Ag e AgCu 2AgNO3 2Ag Cu NO3 2 3 Fe 2e Fe2 2H2O O2 4e 4OH 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 变式训练2 燃料电池中通燃料的一极作负极 通O2的一极作正极 常见的有CH4 CH3OH C2H6 H2等燃料电池 2011年莆田高一检测 如图所示 可形成氢氧燃料电池 通常氢氧燃料电池有酸式 当电解质溶液为H2SO4溶液时 和碱式 当电解质溶液为NaOH aq 或KOH aq 时 两种 试回答下列问题 氢氧燃料电池示意图 1 酸式电池的电极反应 负极 正极 电池总反应 电解质溶液pH的变化 填 变大 变小 或 不变 2 碱式电池的电极反应 负极 正极 电池总反应 电解质溶液pH的变化 填 变大 变小 或 不变 解析 燃料电池所用的介质不同 相应的电极反应就不同 但无论如何书写 两电极反应相叠加始终等于燃料的燃烧反应 这也是验证电极反应是否正确的一种方法 1 正极上 O2得电子变为O2 溶液中O2 不能单独存在 酸性条件下与H 结合生成H2O 负极上 H2失电子变为H H 进入电解质溶液 电池总反应为H2在O2中燃烧的反应 由于有水生成 溶液将逐渐变稀 故pH增大 2 正极上 O2得电子变为O2 溶液中O2 不能单独存在 碱性条件下与H2O分子结合生成OH 负极上 H2失去电子变为H 碱性条件下H 不能大量存在 与OH 结合生成水 电池 总反应也是H2在O2中的燃烧反应 同样 由于有水生成 c OH 变小 pH变小 答案 1 2H2 4e 4H O2 4e 4H 2H2O2H2 O2 2H2O变大 2 2H2 4e 4OH 4H2OO2 4e 2H2O 4OH 2H2 O2 2H2O变小 变式训练3 3 开始放电时 正极附近溶液的pH 填 增大 减小 或 不变 探究整合应用 废旧电池的回收利用一节电池烂在地里 能够使一平米的土地失去利用价值 对自然环境威胁最大的5种物质中 电池里就含了3种 废电池一般都运往专门的有毒 有害垃圾填埋场 但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费 因为其中尚有不少可作原料的有用物质 回收利用废旧电池 不仅能减少环境污染 而且还能减少资源的浪费 某学校设计了一节实验活动课 让学生从废旧电池中回收碳棒 MnO2 NH4Cl ZnCl2等物质 整个实验过程如下 回答有关问题 1 干电池的基本构造和工作原理如图为干电池的基本构造图 干电池工作时负极上的电极反应是 MnO2的作用是除去正极上的产物H2 该反应方程式为2MnO2 H2 Mn2O3 H2O 2 锌皮和碳棒的回收用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒 将锌皮和碳棒取出 并用毛刷刷干净 将电池内的黑色粉末移入烧杯中 3 氯化铵 氯化锌的提取 检验和分离 如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的混合物 写出简要的实验步骤 设计简