人教版必修2 第二章第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源 学案.doc

课堂互动三点剖析一、一次性电池和二次电池1.一次性电池 一次性电池，是指不能进行充电循环使用的电池。常见的有：锌锰干电池、agzn纽扣电池。一次性电池的电极反应式可据其电池反应来书写。如：锌锰电池发生反应如下： 负极（锌筒）：znzn2+2e-（氧化反应） 正极（石墨）：2+2e-2nh3+h2(还原反应) 总反应式为：zn+2mno2+2nh4cl=2mno(oh)+zn(nh3)2cl2。2.二次电池 二次电池为可充电电池，它有放电和充电两个过程。二次电池的放电过程是发生原电池反应的过程，是作电源供电的过程；充电过程是在外加电源的作用下，发生逆向反应的过程。放电反应是自发的氧化还原反应，而充电过程是非自发的氧化还原反应。铅蓄电池放电时： 正极：pbo2+4h+2e-pbso4+2h2o（还原反应） 负极：pb+=pbso4+2e-（氧化反应）二、燃料电池 燃料电池是据燃料燃烧这一剧烈的氧化还原反应设计而成。常见的燃料电池有氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。氢燃料电池工作时发生反应如下： 负极：2h2+4oh-4h2o+4e-（氧化反应） 正极：o2+2h2o+4e-4oh-（还原反应） 总反应：2h2+o2=2h2o 书写燃料电池的电极反应应注意以下几点：（1）负极参加氧化反应的物质是可燃物。如h2、co、ch4、ch3oh等。（2）正极参加反应的物质是助燃物质，一般为o2。（3）燃料电池中作电解质溶液的物质往往参加电极反应，应特别注意。（4）灵活运用“正极反应式+负极反应式=电池反应（燃料的燃烧反应）”这一规律来书写电极反应式。三、原电池的有关计算 原电池发生的反应，均为氧化还原反应。因此，原电池反应完全遵循有关氧化还原反应的规律。原电池负极所失去的电子，始终等于正极所得到的电子，这一规律是进行原电池有关计算的基础。所以在进行有关原电池计算时，应尝试运用“电子守恒”进行求解。各个击破【例1】 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2zn+o2=2zno，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是 （ ）a.锌为正极，空气进入负极反应 b.负极反应为zn=zn2+2e-c.正极发生氧化反应 d.电解液肯定不是强酸解析：zn与o2反应的电子转移情况为，所以zn作负极，负极发生氧化反应：zn=zn2+2e-。o2是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是2zn+o2=2zno，而是zn+2h+=zn2+h2。答案：bd【例2】 铅蓄电池的负极及负极反应物为pb，正极反应物为pbo2，电解质溶液是稀h2so4溶液，原电池反应的产物之一是难溶性的pbso4。写出铅蓄电池中的电极反应式。解析：由题意可知原电池反应中pb失去电子变为pb2+，pbo2得到电子变为pb2+并释放出o2-。在稀h2so4溶液中，pb2+必然与结合为pbso4沉淀（非氧化还原反应），o2-必然与h+结合为h2o（非氧化还原反应）。答案：负极反应：pb+pbso4+2e-正极反应：pbo2+4h+2e-pbso4+2h2o【例3】 宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2h2+o2=2h2o。试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，电解质溶液为koh溶液时的电极反应式。解析：h2、o2之间的氧化还原反应为，分解：2h24h+4e-，o2+4e-2o2-，在酸性溶液（如盐酸）中，h+稳定存在，o2-必然与h+结合为h2o（非氧化还原反应）；在碱性溶液（如koh溶液）中，h+必然与oh-结合为h2o，o2-必然与h2o结合为oh-（非氧化还原反应）。答案：类题演练将用导线相连的两个铂电极插入koh溶液中，然后向两极分别通入ch3oh（甲醇）和o2，则发生了原电池反应。该原电池反应的离子方程式为2ch3oh+3o2+4oh-=2+6h2o写出该原电池中的负极反应式_。解析：原电池的负极发生的反应是氧化反应。在原电池反应的离子方程式2ch3oh+3o2+4oh-=2+6h2o中，发生氧化反应的物质是ch3oh，ch3oh在碱性溶液里反应的产物是和h2o。答案：ch3oh+8oh-+6h2o+6e-【例4】 燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备。试解答下列问题。（1）宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电极反应为2h2+4oh-4h2o+4e-，o2+2h2o+4e-4oh-，正极发生的是_反应（填“氧化”或“还原”），总反应方程式是_。（2）燃料电池在发电的同时还合成了水，这正好解决了宇航员在太空中饮水的问题。若电池输出的电流为533 a，则每小时能合成多少水？解析：（1）还原 2h2+o2=2h2o（2）电池每小时输出的电量：q=it=533 a3 600 s