高三应届化学--化学电源提纲680份.doc

精英中学6+1高效课堂学习提纲（高三化学） 班级_ 姓名_ 使用日期 2012、10、20 主编制：韩丽丽 原电池（第二课时）-化学电源学习内容一、学习目标1 了解新型的能源电池或燃料电池。（重点）2.掌握电池正负极的判断及电极反应式的书写。（重点、难点）二、自主学习（时间13分钟）（请同学们理解、记忆学习提纲上的基础知识。） 化学电池：将化学能转变为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。1 一次电池-普通锌锰电池、碱性锌锰电池（又称干电池）、等。例如：碱性锌锰干电池 总电极反应式 ：Zn2MnO22H2O= 2MnOOH（氢氧化氧锰）Zn(OH)2负极：Zn2OH-2e-=Zn(OH)2 正极： 2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH 特点：比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。2 二次电池(又称充电电池或蓄电池) ：放电后，可以再充电使活性物质获得再生，这类电池可以多次重复使用）例如：铅蓄电池 负极Pb 正极PbO2 电解质溶液H2SO4溶液放电时： 负极：Pb(s)-2e- +SO42-(aq)= PbSO4(s) 正极：PbO2(s)2e 4H(aq)SO42-(aq) =PbSO4(s) 2H2O(l)总电极反应式 ：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)充电时：阴极：PbSO4(s)+ 2e= Pb(s) +SO42-(aq)阳极：PbSO4(s) 2H2O(l) -2e-= PbO2(s)2e 4H(aq)SO42-(aq)总反应式：PbSO4(s) 2H2O(l) = PbO2(s)2e 4H(aq)SO42-(aq)可以把上述反应写成一个可逆反应方程式： PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)Pb(s)3燃料电池：被人们誉为绿色发电站，与普通电池不同，必须使用辅助电极，电极本身不参与反应，所采用的燃料一般为：H2 、CH3OH、烃 、 肼、氨、煤气等，助燃剂一般为O2（或空气）（1）酸性氢氧燃料电池负极：2H2-4e-=4H 正极：O24e4H=2H2O （2）碱性氢氧燃料电池负极：2H2-4e+ 4OH-=4H2O 正极：O24e2H2O=4OH （3）甲烷燃烧电池（电解质溶液KOH）（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O, 而正极是 O2得到电子而成为OH-。）负极：CH48e+10OH = CO32- + 7H2O 正极：2O2+8e+4H2O=8OH(4)CH3OH燃料电池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和O2，则发生了原电池反应。负极：2CH3OH +16OH12e=2CO32+12H2O；正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应方程式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知识点2、废弃电池的危害：废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康有很大的危害。三 典例分析典例1：银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O ，则此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）A Ag B Zn (OH)2 C Ag2O D Zn典例2： 蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：FeNiO2 2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中C蓄电池的电极可以浸入KOH溶液中D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 四 合作探究探究1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（O 2-）在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a,b均不参与电极反应。下列判断正确的是A. 有O2参加反应的a极为电池的负极B. b极的电极反应为：H2-2e -+O 2-=H2O C. a极的电极反应为：O2+2H2O+4e -=4OH -D. 该电池的总反应式为：2H2+O22H2O 探究2：科学家预言，燃料电池将是21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目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。 完成下列问题：（1）这种电极放电时发生的化学反应方程式是_。（2）此电极的正极发生的电极反应式是_；负极发生的电极反应式是_。（3）电解液中的H+向_极移动；向外电路释放电子的电极是_。（4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是_。 解析：甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能的。CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应为2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+；氧气在正极反应：3O2+12H+12e-6H2O,两反应相加即得总反应式。在电池中，正极不断消耗H+，负极不断产生H+；电子由负极流出，沿导线流向正极。由总反应式可知反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。 答案：（1）2CH3OH+3O22CO2+4H2O（2）3O2+12H+12e-6H2O 2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+（3）正 负极 （4）对环境无污染探究3 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式负极：2CO+2CO32- 4e= 4CO2正极： 总反应式 燃料电池以还原剂(如氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物