【化学】_X4-1-2-2_化学电源_学案.doc

第二节 化学电源学案学习目标：1、 常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、 认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、 学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。学习重点：化学电源的结构及电极反应的书写学习难点：化学电源的结构及电极反应的书写学习过程：【温故知新】1、原电池的分类：可分为一次电池（如干电池）、（如铅蓄电池及可充电电池）和 。（如氢氧燃料电池、甲烷或甲醇燃料电池等）2、回忆以前知识，写出ZnCu原电池（以稀硫酸为电解质溶液）的电极反应。电极反应 正极：（又名半反应）： 负极：一、一次电池（常见的有碱性锌锰电池和银锌钮扣电池）、碱性锌锰电池的负极是 , 正极是MnO2, 电解质是KOH溶液。负极：正极：2MnO22e-2H2O = 2MnOOH2OH-总反应：Zn2MnO22H2O = 2MnOOHZn(OH)2【注意】书写电极反应式的时候，一般要保持正负极得失电子相等。、银锌钮扣电池的负极是 ，正极是 ，电解质溶液是 。负极：正极：总反应： 二、二次电池-铅蓄电池是最常见的二次电池其放电电极反应：正极为PbO2 ,负极为,电解质为H2SO4溶液。负极： (提示：首先Pb2e -= Pb2+,然后Pb2+ 和溶液中的SO42- 会生成PbSO4 沉淀，即一定要考虑失电子后的物质和溶液中的电解质离子可能发生的后续反应。)正极： (提示：首先PbO22e-= Pb2+2O2-, 随后Pb2+和溶液中的SO42- 会生成PbSO4 沉淀，而O2-在酸性电解质中结合H+ 以H2O的形式存在。)总反应： 其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应：（电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极）阴极： 阳极： 目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。三、燃料电池燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。如：氢氧燃料电池。1、酸性条件下的氢氧燃料电池正、负极材料均可为（填具体的电极材料名称）， 和 源源不断的通到电极上，常以 作为电解质溶液。负极： 正极： 总反应：2、碱性条件下的氢氧燃料电池正负极材料均可为（填具体的电极材料名称）， 和 源源不断的通到电极上，常以作为电解质溶液。负极：正极： 总反应：【小结】H2和O2在不同介质中的电极反应式1、H2在不同介质中的电极反应式：、在酸性或中性条件下负极：H2 2e 2 H 、在碱性条件下负极：H22e2OH 2H2O2、O2在不同介质中的电极反应式：、在碱性、中性条件下正极：O2 2H2O 4e 4OH；、在较强酸性条件下正极：O2 4 H 4e 2H2O；、在熔融的金属氧化物中正极：O24e 2O2（了解）；【思考1】 根据现在做题经验，试总结书写电极方程式的方法。 【思考2】 根据所学知识，结合日常生活常识，指出铅蓄电池和氢氧燃料电池各自的优缺点，有无好的改进方法？【例题】美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电池，其构造如图所示：两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中流出，并从电极表面放出。、a极是 ，电极反应式是 。、b极是 ，电极反应式是 。、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）等。请写出甲烷燃料电池中a极的电极反应式为 。【练习】不定项选择题（有一到两个正确选项）1人造卫星用到的一种银锌高能电池，其电极反应为：Zn+ 2OH2e= Zn(OH)2 ；Ag2O+H2O+2e= 2Ag+2OH根据反应式判断氧化银是A负极 被氧化 B正极 被还原 C负极 被还原 D正极 被氧化2镍-镉（NiCd）可充电电池，可以发生如下反应：放电充电Cd（OH）2 +2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O，由此可知，该电池的负极材料是ACd BNiO(OH) CCd(OH)2 DNi(OH)23我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al3O26H2O4Al(OH)3，下列说法不正确的是A正极反应为：222O4e4OHB电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需要更换铝板就可继续使用4MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O(该电池放电过程中，CO2被循环利用)。则下列有关该电池的说法不正确的是A该电池的正极的反应式为：O2+2CO24e=2CO32B该电池负极的反应为：H2CO322e=H2OCO2C当电路中通过a mol电子时，则该电池理论上可供应9a g水蒸气D放电时CO32向正极移动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。电池负极反应为A. H22OH2H2O2e B. O24H4e2H2OC. H22H2e D. O22H2O4e4OH6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A. a电极是正极B. b电极的电极反应为：4OH4e22O2 C. 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7一种新型燃料电池，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）的氧化锆（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 + 4e = 2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e + 13O2= 4CO2 + 5H2O8. 一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，总反应为：2C2H6 7O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的是A.正极反应为14H2O7O228e=28OHB.放电一段时间后，负极周围的pH升高C.每消耗1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为14 molD.放电过程中KOH的物质的量浓度不变9阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O。(1)电解质溶液为KOH溶液，电极反应式：负极_正极_(2)把电解质溶液改为稀H2SO4，电极反应式： 负极_正极_(3)把H2改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式负极_正极_(4)把H2改为CH4，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电极反应式 负极_正极_10化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用，目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为： （1）下列有关镍镉电池总反应的说法中，正确的是_（填序号）； 以上反应是可逆反应以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能 （2）已知和均难溶于水有资料表明，一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重这是因为 。（化学电源）同步练习二 参考答案题号12345678答案BABDCABBCAC9（1）2H2- 4e-+4OH-=4H2O 、O