《化学能转化为电能—电池第二课时》导学案2.doc

化学能转化为电能电池第二课时学案目标要求.了解常见化学电源的种类。.掌握常见化学电源的工作原理。基础落实一、化学电源根据原电池的反应原理，人们设计和生产了多种化学电源，包括一次电池、可充电电池和燃料电池等。可充电电池也称为二次电池。可充电电池放电时是一个原电池，充电时是一个电解池。锂电池是一种高能电池。目前常见的一次锌锰干电池分为酸性和碱性两种。碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，它单位质量所输出的电能多，能提供较大电流并连续放电。碱性锌锰电池的负极是锌粉，正极是二氧化锰和石墨，电解质溶液是溶液。其电极反应为：负极：，正极：()，总反应为：()。铅蓄电池是常见的二次电池。它由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有，负极板上覆盖有，电解质溶液是溶液。放电时电极反应：负极：，正极：，放电时总反应式：。铅蓄电池充电时电极反应：阴极：，阳极：，充电时总反应式：。可见充电过程和放电过程是可逆的，可用一个反应表示为：放电充电。氢氧燃料电池正极通入，负极通入。其电极反应为负极：，正极：，总反应：。燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料的燃烧的能量转换效率。二、废旧电池的危害及处理危害废弃电池中的重金属和酸碱等有害物质会造成土壤和水污染，会对生态环境和人体健康造成很大危害。回收利用()回收重金属；()回收填充材料；()对无用物质集中进行无害处理。对点训练知识点一化学电池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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为()下列说法中，错误的是()电池工作时，锌失去电子电池正极的电极反应式为()电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极外电路中每通过 电子，锌的质量理论上减少 答案解析本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故错误；由电子守恒知项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知正确。生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是放电充电下列对铅蓄电池的说法错误的是()需要定期补充硫酸工作时铅是负极，是正极工作时负极上发生的反应是工作时电解质的密度减小答案解析铅蓄电池放电时相当于原电池，是负极，是正极，负极发生的反应是失去电子生成，与溶液中的生成沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，的量是一定的，制成膏状，干燥后再安装，说明不用补充；放电时，被消耗，溶液中的的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为放电充电()()，以下说法不正确的是()放电时负极反应式为()放电时正极反应式为()放电时每转移 电子，正极有 被氧化充电时阳极附近溶液的碱性减弱答案解析选项，放电时，在碱性条件下，失去电子为电池的负极：()；选项，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为()；选项，放电时，被还原；选项，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗，导致阳极附近溶液的碱性减弱。知识点二燃料电池.氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应式如下： 负极：正极：当得到 饮用水时，电池内转移的电子数约为() 答案解析() 即每生成 则转移 ，当生成 时，转移 。将两个铂电极插入溶液中，向两极分别通入和，即可构成燃料电池。已知通入的一极，其电极反应式是：；通入的另一极，其电极反应式是：，该电池放电时，下列有关叙述中，不正确的是()通入的电极为负极正极发生氧化反应燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动该电池使用一段时间后应补充答案解析根据原电池的工作原理和题给电极反应式可知：在负极上被氧化，在正极上被还原，在内电路阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。由于反应过程中消耗生成，故该燃料电池工作一段时间应补充。固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子()在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极、均不参与电极反应。下列判断正确的是()有参加反应的极为电池的负极极的电极反应式为极对应的电极反应式为该电池的总反应式为答案解析因为电子从电极流向电极，所以电极为负极，在该极发生氧化反应；电极为正极，在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应式为，正极电极反应式为，则电池总反应式为。课时作业练基础落实下列对碱性锌锰电池的叙述不正确的是()是正极，是负极电解质是溶液发生氧化反应，发生还原反应它的能量和储存时间比普通锌锰电池高答案解析化合价升高，发生氧化反应，是负极，发生还原反应，是正极。铅蓄电池的两极分别为、，电解质溶液为，工作时的电池反应式为，下列结论正确的是()为正极被氧化溶液的不断减小只向处移动电解质溶液的不断增大答案解析由题给电极反应式可以看出不断被消耗，故不断增大，所以不正确，正确；由元素化合价的变化，可以看出是负极，所以不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由极流向极；内电路中，负电荷(和)移向极，所以不正确。据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是()锌为正极，空气进入负极反应负极反应为正极发生氧化反应电解液可以是强酸也可以是强碱答案解析，失电子，得电子，即为原电池负极，在正极上反应，故正确；若电解液为强酸，则不能存在，故不正确。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气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()()()()()()()()()()()()()()()()答案解析电能来源于化学能，与的反应即为该电池的总反应：()()()()。酸性溶液中，正极上发生还原反应，即()()()，电池总反应式减去正极反应式即得负极反应式为()()()()。下列有关电池的说法不正确的是() 手机上用的锂离子电池属于二次电池铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极甲醇燃料电池可把化学能转化为电能锌锰干电池中，锌电极是负极答案解析锂离子电池可以充电后再次使用，属于二次电池，项正确；铜锌原电池中铜为正极，故外电路中电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，项错误；电池的实质是把化学能转化成电能，项正确；失去电子生成，故作为负极，项正确。练方法技巧燃料电池是燃料(例如、等)跟氧气或空气反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质通常是溶液。则下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是()负极反应式为：负极反应式为：随着反应进行，电解质溶液碱性不变该电池的总反应与甲烷燃烧的反应方程式相同，反应式为：答案解析本题考查燃料电池的反应原理、电极反应式的书写等知识。对于该燃料电池，负极失电子被氧化，其中产物之一应是，但在溶液中，一定会变为。故电极反应为：；正极得电子被还原，生成物应与电池中电解质溶液相关。电极反应为：；将两个电极反应式相加，即可得到总反应式为：。可见随着反应的进行，电解质溶液中()不断减小。一个完整的氧化还原反应方程式可以拆分，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如，可以写成：氧化反应：；还原反应：。()根据以上信息将反应拆分为两个“半反应式”：氧化反应式为；还原反应式为。()已知某一反应的“半反应式”为；，则总反应式为。答案()()解析()根据题目提供的信息，还原剂失去电子作负极，发生氧化反应；氧化剂得到电子作正极，发生还原反应。反应式为：氧化反应：；还原反应：。()知道两个半反应，根据得失电子守恒，将两式相加，即可得总反应式。练综合拓展科学家预言，燃料电池将是世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：()这种电池放电时发生的化学反应方程式：。()此电池的正极发生的电极反应：，负极发生的电极反应： 。()电解液中向极移动，向外电路释放电子的电极是。()使用该燃料电池的另一个好处是。答案()()()正负极()对环境无污染解析()燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的不与反应，故电池总反应式为。()电池的正极得电子，由于是酸性环境，所以会生成，用电池总反应式减去正极反应式即可得出负极的电极反应式。()移向正极，在正极生成水。()产物是和，不会对环境造成污染。我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。则该电源负极材料为，正极材料为，正、负极反应分别为，。答案铝石墨解析根据原电池构成的条件，活泼金属做负极(失去电子)，发生氧化反应；惰性材料做正极(得到电子)，发生还原反应。在题目中，发生的反应是，所以铝被氧化而做负极，在正极上氧气得到电子被还原。类似于钢铁的电化学腐蚀。铅蓄电池是典型的可充电型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：放电充电请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：()放电时：正极的电极反应式是；电解液中浓度将变；电流方向从极流向极。当外电路通过 电子时，理论上负极板的质量增加。()在完全放电耗尽和时，若按如图连接，电解一段时间后，则在电极上生成、电极上生成，此时铅蓄电池的正负极的极性将。答案()小正负()对换解析解答本题