第二节 化学能与电能(第2课时).doc

必修2 化学 第二章 使用时间： 向效率要成绩第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能（第2课时） 【学习目标】1了解生活中常用的化学电源和新型化学电池。2从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。3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。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 课 前 自 主 学 习 【自主预习】1我们已经学习了原电池的工作原理，在原电池中，一般来说活动性较强的金属作为 极，活动性较弱的金属为 极。因此可以利用这一原理来比较金属元素的金属性强弱。即：作为负极材料的金属的活动性 作为正极材料的金属。2化学电源：人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中，电池发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池（1）最早使用的化学电池是锌锰干电池，它是是一种 电池。锌外壳作为电池 极，中间的碳棒作 极。使用过程中，负极发生反应是： 。（2）充电电池又称 电池，最早使用的充电电池是铅蓄电池，以H2SO4作电解液，正极材料PbO2，负极材料是Pb。放电时反应如下:负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4 正极:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O充电反应为电解过程,是放电反应的逆过程阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42- 阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 （3）燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。燃料电池的能量转化率理论上可达到85%-90% 。 燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液.其反应原理如下：负极:2H2+4OH-4e-=4H2O 正极: O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应:2H2+O2=2H2O【预习检测】下列电池中不属于二次电池的是 ( )A.碱性锌锰电池B.铅蓄电池 C.镍镉电池D.锂离子电池随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 ( ) A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞.镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是 ( )A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原4日常所用干电池其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：Zn2Zn2+；2NH4+22NH3H2(NH3再用于结合Zn2+。)根据上述叙述判断下列说法中正确的是 ( )A.干电池中Zn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Zn极C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器D.干电池对环境没有污染，所以不用回收【问题存疑】课 堂 合 作 探 究 【合作探究】探究活动一、发展中的化学电源1锌锰干电池(一次性电池) (1)普通锌锰电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 电极反应式为：负极（锌筒）： 正极（碳棒）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O(2)碱性锌锰干电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 改进后碱性锌锰电池的优点：2充电电池充电电池又称 ，它在放电时所进行的 反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。（1）铅蓄电池，构造如下负极材料是： 正极材料是： 电解质是 放电过程中电极反应式为：负极： 正极： 总反应式为： （2）镍镉电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 （3）新一代可充电的绿色电池锂离子电池特点： 用途：电脑、手表、心脏起搏器等。3燃料电池燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。 氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液.负极电极反应式： 正极电极反应式： 总反应式： 特点：高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂随 堂 达 标 训 练 1.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( ) 锌片溶解了32.5 g锌片增重32.5 g铜片上析出l g H2 铜片上析出 1 mol H2A和 B和 C和 D和2.下列有关电池的说法不正确的是 （ ）A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极3.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：4OH4e=2H2OO2C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4.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，则下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g5.锌银蓄电池的比能量、比功率等性能均优于镉镍系列电池，因此可用于导弹、运载火箭等特殊要求的军事设备上。锌银蓄电池，其电极反应为：Zn2OH2e=ZnOH2O，Ag2OH2O2e=2Ag2OH，下列说法正确的是()A锌电极为电池正极，发生氧化反应 B锌电极为电池负极，发生还原反应C氧化银电极为电池负极，发生氧化反应 D氧化银电极为电池正极，发生还原反应6.宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型化学电池，其构造如图所示，A、B是多孔性炭制成的两个电极，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表BAH2O2面放电。（1）若电解质溶液为KOH溶液，则正极是 ，正极发生的反应为 ；负极是 ，负极发生的反应为 ；一段时间后，溶液的pH （填“变大”“