山东省枣庄三中高二化学《化学能转化为电能 电池》教案2.doc

化学能转化为电能 电池（第二课时）班级-组别- 姓名- 【教材分析】本节课是在学习了原电池的工作原理，体验化学能与电能转化过程，了解氧化还原反应的实质后，进一步了解常见化学电源的种类及工作原理，铅蓄电池和燃料电池电极反应式书写及分析，在近几年高考题中出现频率很高，占有重要地位。本节重点铅蓄电池和燃料电池工作原理和电极反应式书写，难点二次电池充电和放电过程分析 。 【学习目标】1、掌握常见化学电源的种类及其工作原理。 2、小组合作探究新型电池的工作原理并能书写电极反应式和电池反应。【预习导学】【学生活动1】学生阅读教材填写以下部分一、常见化学电源1、锌锰干电池（1）酸性干电池是锌筒外壳为 _极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨为 _极，在石墨的周围填充 _混合液为电解质溶液，用淀粉糊固定化 。并还填有mno2黑色粉末，吸收正极放出的h2，防止产生极化现象。该干电池的工作原理是：zn+ 2mno2+ 2nh4+= zn2+mn2o3+2nh3+h2o写出该干电池放电时的电极反应式：负极：_（2）碱性锌锰干电池以氢氧化钾做电解质，其电极反应式是：正极_负极_电池反应是_【教师活动1】巡视学生书写情况，并把错误情况及时纠正，典型错误在课堂上一起分析改正。【学生活动2】学生给出答案【教师活动2】教师对学生答案进行评价指点【学生活动3】做例题1并给出答案例1、zn-mno2干电池应用广泛，其电解质溶液是zncl2-nh4cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2） 若zncl2-nh4cl混合溶液中含有杂质cu2+，会加速某电极的腐蚀其主要原因是。欲除去cu2+,最好选用下列试剂中的（填代号）。 anaoh bzncfe dnh3h2o(3) mno2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的mnso4溶液。阴极的电极反应式是：。若电解电路中通过2mol电子，mno2的理论产量为。【教师活动3】教师对学生答案进行评价指点并对第三问进行重点分析和讲解【学生活动4】学生阅读教材填写以下部分2、铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或者透明塑料制成长方形外壳，在正极版上有一层棕褐色的 _,负极板是海绵状的_ ，两极均浸入 _溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。(1) 放电时可看作是_池， 负极：_；正极：_。电池总反应方程式电极反应式为：_ 放电进行到硫酸的浓度较低时需充电，充电时可以看作是 池， 阴极： ；阳极： 。电池总反应方程式： 。【教师活动4】巡视学生书写情况，并把错误情况及时纠正，典型错误在课堂上一起分析改正。【学生活动5】学生给出答案【教师活动5】教师对学生答案进行评价指点【学生活动6】做例题2并给出答案例2、铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性放电充电材料，电池总反应式为：pb+pbo2+2 h2so4 2pbso4+2h2o请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）： （1）放电时：正极的电极反应式是 ； 电解液中h2so4的浓度将变 ；当外电路通过1mol 电子时，理论上负极板的质量增加 g。 （2）在完全放电耗尽pbo2和pb时，若按题上图连接，电解一段时间后，则在a电极上生成 、b电极上生成 ，此时铅蓄电池的正负极的极性将 。【教师活动6】教师对学生答案进行评价指点并对第二问进行重点分析和讲解【学生活动7】学生阅读教材填写以下部分3、氢氧燃料电池（1）若以koh溶液为电解质溶液 负极： ； 正极： 总反应方程式： （2） 若以h2so4为电解质溶液 负极： ；正极： 总反应方程式： 【小结】1、总反应式=_ 2、注意：若正极或负极电子得失后的产物能与电解质溶液反应，一定要写完整。 【教师活动7】巡视学生书写情况，并把错误情况及时纠正，典型错误在课堂上一起分析改正【学生活动8】学生给出答案【教师活动8】教师对学生答案进行评价指点【学生活动9】做例题3并给出答案例3、阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2h2+o2=2h2o，电解质溶液为koh溶液，反应保持在较高温度，使水分蒸发，则下列叙述正确的是（ ） a、此电池能发出蓝色光焰 b、h2为正极，o2为负极 c、工作时，电解质溶液的ph不断减小 d、电极反应式为：负极 2h2+4oh4h2o+4e 正极 o2+2h2o+4e4oh【教师活动9】教师对学生答案进行评价指点【学生活动10】根据学习原电池工作原理填写以下部分，找四学生到黑板书写电极反应式二、新型化学电源 1、海水电池 1991年我国首创以铝海水为能源的新型电池，用作航海标志灯，该电池以取之不尽的海水作为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流，电极反应式为： 负极： _ 正极： 总反应方程式： 2、银锌电池纽扣式电池 它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充由锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为氢氧化钾浓溶液， 总的化学方程式：h2o+ag2o + zn = zn(oh)2 +2ag写出电极反应式为： 负极： ； 正极： 3、燃料电池（1）今有甲烷、空气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入气体是_，正极通入气体是_，电极反应式为：负极_正极_ _，电池反应为 _（2） 如把koh改为稀h2so4作电解质，则电极反应式为？负极：_ 正极_;（3） （1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的ph各有何变化？_ （4） 若把甲烷换为一氧化碳、甲醇、乙醇、肼（n2h4),写出在氢氧化钾溶液中的电极反应及总反应方程式。i. 一氧化碳ii. 甲醇iii. 乙醇iv. 肼（n2h4)【教师活动10】巡视学生书写情况，并把错误情况及时纠正，典型错误在课堂上一起分析改正【学生活动11】学生给出答案【教师活动11】教师对学生答案进行评价指点并对黑板电极式进行更正【教师活动12】教师对本节课进行总结【三维训练】基础题1、可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以nacl溶液或naoh溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）a以nacl溶液或naoh溶液为电解液时，正极反应都为：o22h2o4 e-4ohb以naoh溶液为电解液时，负极反应为：al3ohal(oh)3+3 e-c以naoh溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的ph保持不变d电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极2、下图2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。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外一极与氧气反应，电池总反应为2ch3oh+3o22co2+4h2o下列说法正确的是（ ） a、左电极为电池的阴极，a处通入的物质是甲醇 b、右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 c、负极反应式：ch3oh+h2o co2+6h+6e d、正极反应式：o2+2h2o+4e 4oh-3、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入o2和co2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 _；放电时，co32移向电池的 _（填“正”或“负”）极。4、（1）肼（n2h4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在298k、101kpa时，32.0gn2h4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kj，n2h4完全燃烧反应的热化学方程式是_ 。（2）肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的koh溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的电极反应式_； 负极的电极反应式_。提升题5、有一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（y2o3）的氧化鋯（zro2）晶体，在熔融状态下能传导o2。下列对该燃料电池说法正确的是（ ） a、在熔融电解质中，o2由负极移向正极b、电池的总反应是：2c4h10+13o2 = 8co2+10h2o c、通入空气的一极是正极，电极反应为：o2+2h2o+4 e-4oh d、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：c4h10+13o2+26 e-4co2+5h2o6、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，电池总反应式为：zn(s)+2mno2(s)+h2o(l)=zn(oh)2(s)+mn2o3(s)。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：2mno2(s)+h2o(l)+2emn2o3(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0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g7、某可充电的锂离子电池以limn2o4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：li+limn2o4= li2mn2o4 , 下列说法正确的是（ ） a、放电时，limn2o4发生氧化反应 b、放电时，正极反应：li+ limn2o4+ e- li2mn2o4 c、充电时，limn2o4发生氧化反应 d、充电时，阳极反应为：li+ e- li拓展题8、有甲乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/l的硫酸溶液，乙同学将电极放入6mol/l的氢氧化钠溶液中，如图所示（1）写出甲电池中正极的电极反应式 _ （2）写出乙池中负极的电极反应式 ： 负极： 总反应的离子方程式： _（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属活泼”，则甲会判断出 活动性更强，而乙会判断出 活动性更强（填名称）（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论（ ） a、利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 b、镁的金属性不一定比铝的强 c、该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有利用价值 d、该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法 _（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案 _（如可靠，可不填）【教与学反思】本节重点把铅蓄电池的工作原理复习透彻，两极现象，离子、电子、电流的运动方向并及把充电和放电两个过程进行对比，让学生能更形象理解原电池和电解池工作原理。注重落实常见燃料电池的电极反应式和总方程式书写。乙醇在碱性溶液反应电极反应式学生掌握不好，需进一步加强练习。【答案】例1 (1) zn（或锌） 正极(2) 锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3) 2h+2eh2 87例2（1）pbo2+2e+4h+so42=pbso4+2h2o 小 48（2）pb pbo2 对换例3 c d【三维训练】1、a 2、c 3、c3h8+5o2 = 3co