山东省高密市第三中学高中化学 1.3化学能转化为电能-电池导学案2（无答案）鲁科版选修4

第3节 化学能转化为电能电池（第2课时） 【学习目标】Fe CuFeCl3溶液学会复杂电源中电极反应式的书写【复习回顾】1 、写出该原电池的电极反应式和总反应式: 负极: 正极: 总式: 2、利用下述反应：2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ Cu2+设计一个原电池装置。画出装置图（标明电极材料和电解质溶液）：写出电极反应式。 负极： 正极： 总反应式： 【课前自主学习案】二、化学电源1.铅蓄电池：铅蓄电池是二次电池。放电时：将 能转化成 能。电极材料：负极 ，正极 ；电解质溶液为 。正极反应： 负极反应： 电池反应： 2.燃料电池氢氧燃料电池 构造特点：氢氧燃料电池的正负极材料都是惰性电极（金、铂、碳等做电极），两个电极本身都不放电，所以其电极的作用仅仅是 。正负极材料均为 ， 和 源源不断的通到电极上, 通入 的电极为负极，通入 电极为正极。正极材料 负极材料 电解质： 正极反应： 负极反应： 电池反应： 【注意】氢氧燃料电池可以使用不同的电解质如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质或质子交换膜。其他燃料电池：燃料电池的燃料通常是：H2、CO、NH3、N2H4、醇、烃（天然气）等，氧化剂为氧气。燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等特点，已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。【自主检测】1.下列关于原电池的叙述正确的是 （ ） A原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动B原电池是化学能转变为电能的装置C在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D原电池放电时，电流的方向是从负极到正极2. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为H2SO4，工作时的反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，下列结论正确的是 ( )APb为正极被氧化 BPbO2为负极被还原 C电子由PbO2流向Pb D电解质溶液浓度不断减小3. 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 （ ）A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅4.下列有关电池的说法不正确的是( )A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D锌锰干电池中，锌电极是负极5.关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）A在放电时，正极发生的反应是Pb(s)+SO42-(aq)=PbSO4(s)+2e-B在放电时，该电极的负极材料是铅板C在放电时，电池中硫酸的浓度不变D在放电时， 电路中每通过2mol电子，负极材料减少207g第3节 化学能转化为电能电池（2）【课堂探究案】班级： 姓名： 编审：【探究一】铅蓄电池1.放电反应原理： 此时充当 池，内部发生了一个自发的氧化还原反应，把 能转化为 能。电极反应：负极： ，正极： ；总反应方程式为： 。【例1】银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A. AgB. Zn(OH)2 C. Ag2O D . Zn 该电池放电时的电极反应式： 负极 正极 【探究二】燃料电池1.氢氧燃料电池(1)碱性条件下的氢氧燃料电池: KOH溶液为电解质溶液;电极反应：负极： ，正极： ；总反应： 。酸性条件下的氢氧燃料电池：H2SO4溶液为电解质溶液。电极反应：负极： ，正极： ；总反应： 。 【总结】1H2在不同介质中的电极反应式：碱性：负极：H22OH 2e2H2O；酸性或中性；负极：H2 2e 2 H。2O2在不同介质中的电极反应式：碱性、中性或弱酸性：正极：O2 2H2O 4e 4OH；较强酸性正极：O2 4 H 4e 2H2O；【例2】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( )Aa电极是负极。Bb电极的电极反应为：4OH4e2H2OO2。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。【例3】据报道，我国拥有完全自主知识产权的氢氧燃料电池车在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）A正极反应式为O2+2H2O+4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为2H2+O2=2H2OD用该电池提供电能，消耗2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移2.其他新型燃料电池甲烷燃料电池电解质是KOH，则负极反应： 正极反应： 电池反应： 电解质是H2SO4，则负极反应： 正极反应： 电池反应： 【例题4】(双选)一种新型燃料电池，它是用两根惰性金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气，发生的电极反应为：X极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O； Y极：4H2O+2O2+8e-8OH-关于此燃料电池的下列说法错误的是（ ）AX极为负极，Y极为正极B工作一段时间后，KOH的物质的量不变C在标准状况下通入5.6LO2完全反应，则有1.0mol电子发生转移D该电池工作时甲烷一极附近溶液的碱性增强【随堂检测】1.质子交换膜燃料电池常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H。下列对该燃料电池的描述中正确的是()正极反应为：O24H4e= 2H2O 负极反应为：2H2 - 4e = 4H总的化学反应为：2H2O22H2O 氢离子通过电解质向正极移动A B C D2. 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，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，下列叙述正确的是 （ ）A此电池能发出蓝色火焰 BH2为正极，O2为负极 C工作时，电解液的OH-浓度不断减小D电极反应为：负极2 H2+4OH - 4e =4 H2O; 正极O2+2H2O+4e = 4 OH【课后拓展案】【基础巩固】1. 纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为氢氧化钾溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn+2OH-2e-Zn（OH）2，Ag2O+H2O+2e2Ag+2OH下列说法中，正确的是（ ）A锌是负极，氧化银是正极 B锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C溶液中OH向正极移动，K+、H+向负极移动D在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变2. 将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，此装置称为甲烷燃料电池。下列叙述中正确的是( ) 通入CH4的电极为正极； 正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH；通入CH4的电极反应式为：CH4+2O2+4e=CO2+2H2O；负极的电极反应式为：CH4+10OH8e=CO32-+7H2O；放电时溶液中的阳离子向负极移动；放电时溶液中的阴离子向负极移动。A B C D【拓展提高】3. 镍铬（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍铬电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是（ ）A放电时正极反应：NiOOH+H2O +e =Ni(OH)2+OH B放电过程是电能转化为化学能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动4. 甲醇燃料电池电极反应式的书写电解质是H2SO4溶液，则正极反应： 负极反应： 电池反应： 电解质是KOH溶液，则正极反应： 负极反应： 电池反应： 【C组】5.有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2和空