【步步高 学案导学设计】高中化学 第二章 第二节 第2课时 发展中的化学电源课时作业 新人教版必修2.docVIP

第2课时发展中的化学电源一、原电池工作原理的应用1加快氧化还原反应速率如实验室用zn和稀h2so4(或稀hcl)反应制h2，常用粗锌，它产生h2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀h2so4形成_，加快了反应，使产生h2的速率加快。2比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为_极，活动性弱的金属为_极。例如有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性_。3设计原电池已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般_为负极材料(或在负极上被_)，_(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用cu2agno3=cu(no3)22ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极(cu)：_(氧化反应)正极(c)：_(还原反应)4化学电源人们利用原电池原理，将_能直接转化为_能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着重要的作用，大至宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小至电脑、电话、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。二、发展中的化学电源1干电池普通锌锰干电池电池组成：_作负极；位于中央的顶盖带有_作正极；电解质是_糊。负极反应为_。2充电电池充电电池是一种_。充电放电可循环进行，至一定周期后终止。最早也是使用最广泛的是铅蓄电池，_是pb，_是pbo2，电解质是_。封闭式体积小的充电电池镍镉电池，负极是_，正极是_，电解质是_。另外还有锂离子电池等。3燃料电池燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。如氢氧燃料电池，在负极上发生氧化反应的是_，在正极上发生还原反应的是_，产物是_。燃料电池与干电池的主要区别在于_不是储存在电池内部，而是用外加的设备提供_和_等，使反应连续进行。电池反应：2h2o2=2h2o(1)电解质溶液为稀硫酸：负极：_，正极：_。(2)电解质溶液为koh溶液：负极：_正极：_。知识点一化学电源电极的判断及电极反应方程式的书写1如下图，锌锰干电池在放电时总反应方程式可表示为zn2mno22nh=zn2mn2o3(s)2nh3h2o。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是()azn b碳cmno2和nh dzn2和nh32人造地球卫星用到一种高能电池银锌蓄电池，其电池电极反应为zn2oh2e=znoh2o，ag2oh2o2e=2ag2oh。据此判断氧化银是()a负极，并被氧化 b正极，并被还原c负极，并被还原 d正极，并被氧化32009年奔驰和宝马汽车公司推出锂电池混合动力车。该锂电池具有高能量、寿命长、可靠性高等优点，即使是在非常低的温度下作业也能有出色的表现。某种锂电池的总反应为limno2=limno2，下列说法不正确的是()ali是负极，电极反应为lie=libli是正极，电极反应为lie=licmno2是正极，电极反应为mno2e=mnod锂电池是一种环保型电池知识点二燃料电池4燃料电池是燃料(如co、h2、ch4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是()a负极反应式：o22h2o4e=4ohb负极反应式：ch48oh8e=co26h2oc随着放电的进行，溶液中的氢氧根离子浓度不变d放电时溶液中的阴离子向负极移动5科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池的负极反应为()ah22oh2e=2h2obo24h4e=2h2och22e=2hdo22h2o4e=4oh练基础落实1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2日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状nh4cl和zncl2作电解质(其中加入mno2吸收h2)，电极反应式可简化为：zn2e=zn2，2nh2e=2nh3h2(nh3与zn2能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()锌为正极，石墨为负极锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器a b c d3燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()aa极是负极，该电极上发生氧化反应bb极反应是o24oh4e=2h2oc总反应方程式为2h2o2=2h2od氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源4铅蓄电池的两极分别为pb、pbo2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o下列结论正确的是()apb为正极被氧化bso只向pbo2极移动c电解质溶液密度不断减小d溶液的ph值不断减小5.根据反应：2agcu=cu22ag，设计如右图所示原电池，下列说法错误的是()ax可以是银或石墨by是硫酸铜溶液c电子从铜电极经外电路流向x电极dx极上的电极反应式为age=ag6下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()a该系统中只存在3种形式的能量转化b装置y中负极的电极反应式为o22h2o4e=4ohc装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生d装置x、y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化练方法技巧化学电源中的计算技巧7以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()a锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气b两极上溶解和析出的物质的质量相等c锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气d电解质溶液ph不变8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液，电池总反应式为znmno2h2o=znomn(oh)2下列说法中，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mno22h2o2e=mn(oh)22ohc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 g题号12345678答案练综合拓展9利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：fe2h=fe2h2。(2)实验原理：电极(_、_)、_、_、稀硫酸、耳机(或者电流计)。(请在空格中填写所缺的实验用品)(3)实验装置(如右图)。(4)原电池设计及注意的问题：按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为_，在耳机中又由_转化为声音这种能量。如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的_极，电极反应是_，发生了_反应。10人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为ag2o和zn，电解质为koh溶液，工作时电池总反应为ag2oznh2o=2agzn(oh)2。工作时电流从_极流向_极(填“ag2o”或“zn”)。电极反应式：正极_，负极：_。工作时电池正极区的ph_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是h2nio(oh) 放电充电ni(oh)2。电池放电时，负极是_，负极的电极反应式为_，正极的电极反应式为_，正极附近溶液的ph如何变化？_。第2课时发展中的化学电源基础落实一、1原电池2负正ab3还原剂氧化氧化剂cu2e=cu22ag2e=2ag4化学电二、1锌铜帽的石墨棒nh4clzn2e=zn22二次电池负极正极稀硫酸cdnio(oh)koh3h2o2h2o反应物燃料氧化剂(1)2h24e=4ho24e4h=2h2o(2)2h24e4oh=4h2oo24e2h2o=4oh对点训练1c2.b3.b4d与一般原电池工作原理相似，电解质溶液中阴离子向负极移动。5c由题意可知，该电池实际上是氢氧燃料电池，以氧气(空气)为氧化剂与氢气发生氧化还原反应来产生电流，总反应式为2h2o2=2h2o，负极是氢气，发生氧化反应，正极是氧气，发生还原反应；该反应在酸性介质(磷酸为电解质)中进行，所以负极反应为h22e=2h，正极反应为o24h4e=2h2o，c项正确，其余不正确。课后作业1b锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，a项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，b项错；电池的实质即化学能转化成电能，c项正确；zn失去电子生成zn2，故作为负极，d项正确。2d由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出错对。在外电路，电子从负极流向正极，故不正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且mno2不断吸收h2而产生h2o，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。3ba项，a极通h2为负极，电极反应应为2h24oh4e=4h2o，发生氧化反应；b项，b极通o2为正极，电极反应为o22h2o4e=4oh，b项不正确；c项，正负极电极反应式相加得总反应为2h2o2=2h2o；d项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。4c根据方程式：o22h2so4=2so42h2o原电池中失电子的物质为负极，所以pb为负极，pbo2为正极。又因负极pb2e=pb2进入溶液，溶液中so也向pb极移动，生成难溶的pbso4，所以电解质溶液密度不断减小。由于h的物质的量浓度不断减小，ph值不断增大。综上分析得出答案为c。5b从题给氧化还原反应方程式分析可知：铜被氧化，作原电池的负极，x为正极，电极材料是比铜不活泼的导体，a正确；ag在x电极上被还原，则电解质溶液提供ag，b项错误，d项正确；外电路中铜失去电子，流向x电极，c项正确。6c7a锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出h2；根据电子守恒原理，溶解1 mol锌，就有2 mol电子转移，则析出的h2为1 mol，a项正确；溶解的锌和析出的h2物质的量相等，但质量不相等，b项不正确；溶解的锌和析出的h2质量比应为6