化学电源的教学案自己做的.doc

第一章化学反应与能量转化第三节化学能转化为电能电池第二课时 化学电源编辑：张发利 审核：郑月芹 李秀林 2009、9、23教师寄语：王国维人间词话云：古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。”此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”此第二境也。“众里寻他千百度，回头蓦见，那人正在，灯火阑珊处。”此第三境也。此等语皆非大词人不能道。【主要考查点】1、认识常见电池的装置和工作原理。 2、会分析和书写常见电池其电极反应和电池反应式。【掌握基础】二、化学电源1、化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等。一次电池只能放电不能充电。可充电电池也称为 ，可以反复充电和放电。可充电电池放电时是一个 ，将化学能转化为电能；充电时是一个电解池，外加直流电使电池内发生电池反应的逆反应，将电能转化为 储存起来。2、锌锰干电池 常见的一次锌锰干电池分为 和碱性两种。酸性锌锰干电池的负极是锌，该电极上发生的电极反应为 ，正极的电极反应目前还有争议。 碱性锌锰电池克服了酸性锌锰干电池的缺点，碱性锌锰干电池以KOH代替氯化铵做电解质，其电极反应为：负极 ，正极 。电池反应为 。3、铅蓄电池铅蓄电池的结构比较复杂，它以平行排列的铅、铅锑合金或铅钙合金栅板为主架，栅格中交替地填充着作为负极和正极的 和 ，电解质溶液为30% 溶液：其电极反应为 负极 ；正极 。放电时PbO2电极上发生还原反应，Pb电极上发生氧化反应，电池反应为 。充电是则是PbO2电极上发生氧化反应，Pb电极上发生还原反应，电池反应为 。可以总结为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O4、氢氧燃料电池课本25页中的图1-3-10的氢氧燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，该氢氧燃料电池的电极反应为 负极 正极 电池反应为 。燃料电池不同于一般的原电池和蓄电池，它的特点是电池的正负极反应物气体分别储存在电池之外的容器中。两种气体分别不断的输入燃料电池的两极，通过燃料气体在负极发生 和氧气在正极发生的 ，实现一个相当于 的电池反应，将化学能转化为电能。燃料除了氢气外，还有甲烷、甲醇、乙醇等。燃料电池具有能量利用率高，可连续使用和污染轻等优点。5、从课本26页追根寻源中，可以看到，氢氧燃料电池在碱性条件下负极反应为 在酸性条件或中性条件下负极反应为 在酸性条件下正极反应为 在碱性或中性条件下正极反应为 总的电池反应为 【概括整合】1、锌锰干电池 酸性锌锰干电池负极反应：ZnZn2+2e- 碱性锌锰干电池负极反应：Zn+2OH-ZnO+H2O+2e- 正极反应：MnO2+2H2O+2e-Mn(OH)2+2OH- 总反应；Zn+ MnO2+H2OMn(OH)2+ZnO 2、铅蓄电池：负极Pb+ SO42- PbSO4+2e-正极PbO2+4H+ SO42-+2e- PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O即放电时：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 充电时：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO43、氢氧燃料电池：电池总反应为：2H2+O22H2O电解质的酸碱性不同，则电极反应式不同，在碱性条件下负极反应：2H2+4OH-4H2O+4e-酸性条件或中性条件下负极反应H22H+2e-酸性条件下正极反应O2+4H+4e-2H2O碱性或中性条件下正极反应O2+2H2O+4e-4OH-典型例题 实验室用铅蓄电池电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-今若制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是。A.0.025mol B.0.050mol C.0.10mol D.0.20mol思路分析：本题考查知识：对原电池、电解池反应原理的理解；电解反应式与原电池中化学反应式之间关系理解；原电池与电解池之间电子守恒规律的理解。解题时首先根据电解食盐水反应原理推算出制0.05molCl2，电子转移数为0.1mol；再将原电池中正负电极反应式合并，可知每转移1mol电子消耗H2SO41mol。此时电解池电子转移数应与原电池中相同，故原电池也必转移0.1mol，消耗H2SO4是0.1mol：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 2e- 1mol 2mol 0.05mol 0.1mol负极 Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极 PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O合并得总方程式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 2e- 2mol 2mol 0.1mol 0.1mol 答案：C【迁移应用】1、电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O根据上述情况判断 蓄电池的负极是_，其电极反应式为_。蓄电池的正极是_，其电极反应式为_。蓄电池工作时，其中电解质溶液的PH_（增大、减小、不变）(4)外电路中每通过0.2mol电子，铅的质量理论上减少 g2、一种新燃料电池，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 + 10H2OC、通入空气的一极是负极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2-D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O3、燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：X极：1/2O2(g)H2O(l)2e=2OH Y极：H2(g)2OH=2H2O(l)2e 下列判断正确的是（ ）A两电极的电极材料不能相同 B该电池工作时会产生蓝色火焰C工作一段时间后电解质溶液pH增大 D工作时负极区附近pH变小4、日常所用干电池其电极分别为碳棒（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），电极反应可简化：Zn-2e=Zn2+， 2NH4+2e=2NH3 +H2 （NH3与Zn2+反应）。根据上述叙述判断下列结论不正确的是（ ） AZn为负数，碳为正极 BZn为正极，碳为负极 C工作时电子由Zn极经外电路流向碳极 D长时间连续使用该电池时，内装糊状物可能流出腐蚀家用电器【达标自测】1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得至广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O= Zn（OH）2+Mn2O3，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（1）+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0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g2、市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池，反应式为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是A放电时，负极的电极反应式：LieLiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质 D放电过程中Li向负极移动3、（2008年江苏）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是A充电时阳极反应：Ni(OH)2e+OH-NiOOH+