江西省宜春中学高中化学《2.2 化学能与电能课时3教师版》导学案 新人教版必修2

教学笔记第二章 化学反应与能量2.2 化学能与电能2.1.3 发展中的原电池【本课时学习目标（导）】1.了解电池的分类以及研制新型电池的重要性；2.了解化学电池的工作原理；3.了解化学电源可能会引起的环境问题,初步形成客观、正确的能源观。【自主思考（思）】1.干电池(1)干电池属于一次电池,放电后不能再充电。(2)锌锰电池的负极是锌筒,正极是石墨棒,电解质溶液是MnO2糊、NH4Cl糊。 (3)将锌锰电池中的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH就变成了碱性锌锰电池2.充电电池(1)充电电池又称二次电池,放电时进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前状态。(2)填空电池类型负极正极电解质铅蓄电池Pb PbO2H2SO4 镍镉电池Cd NiO(OH) KOH锂离子电池 Li-3.燃料电池(1)燃料电池是一种高效、环保的发电装置,产物对环境的污染较小。以H2为燃料时,产物为 H2O,以CH4为燃料时,产物是 CO2和H2O。(2)燃料电池的反应物不是储存在电池内部,而是由外设装置提供燃料和 氧化剂分别在两个电极上反应,将化学能转化为电能。(3)氢氧燃料电池中,负极通入的是 氢气,正极通入的是氧气,电解质是硫酸或氢氧化钾,该电池的总反应式为 2H2+O2=2H2O。【小组合作学习（议、展）】 1、充电电池在充电和放电时,能量是如何转化的?答：放电时是化学能转变为电能,充电时是电能转化为化学能。2、日常所用干电池的电极分别为碳棒（上面有铜帽）和锌皮，以糊状NH4Cl为电解质（其中加入MnO2吸收H2），其电池反应为Zn + 2MnO2 + 2NH4+ Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3(NH3 与Zn2+能生成一种稳定的物质)，请写出电池两极的电极反应式，并说明此种电池长时间连续使用，为什么可能会有糊状物流出腐蚀用电器？教学笔记答：电极反应式略；因为电解质NH4Cl显酸性，长期会腐蚀锌皮流出。3、已知PbSO4是一种为微溶物，铅蓄电池的电极材料（Pb和PbO2）放电后在H2SO4溶液中以什么形式存在？试写出铅蓄电池的电极反应式。 答：以PbSO4固体存在。电极反应式略4、燃料电池的电极有什么特点？如何判断燃料电池的正、负极？答：均不参与电极反应，只是起了导电的作用。通燃料的为负极，通助燃剂的为正极。【教师讲解（评）】1、 干电池(1) 普通锌锰干电池电极反应：负极 Zn 2e-Zn2+正极 2NH4+ +2e- 2NH3+ H2总反应：Zn+ 2NH4+Zn2+ +2NH3+ H2电解质溶液：糊状的 NH4Cl特点：电量小，放电过程易发生胀气和漏液（2）碱性锌锰干电池电极：负极由锌改为锌粉（反应接触面积增大，放电电流增大）电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）2、 充电电池（1）铅蓄电池正极（PbO2）: PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- PbSO4 + 2H2O负极（Pb ）：Pb + SO42- - 2e-PbSO4 放电总反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O充电电解液：硫酸溶液特点：电压稳定（2）其他蓄电池镍镉可充电电池 放电Cd + 2NiO(OH) + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH) 充电银锌蓄电池（3）锂电池3、燃料电池（1）燃料电池与普通电池的区别：不是把作为还原剂、氧化剂的物质全部储存在电池内部，而是不断地从外界输入，同时电极的反应产物不断地排出（2）原料：除氢气和氧气外，也可以是甲烷、煤气等其他燃料和氧气教学笔记（3）氢氧燃料电池（电解液为40%的KOH溶液） 负极：2H2 + 4OH- - 4e-4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e-4OH- 总反应：2H2 + O2 2H2O特点：转化率高，持续使用，无污染【课堂训练（检）】1、现在电池的种类非常多，且由电池造成的污染越来越严重，下列电池不会造成环境污染的是（ C ） A、铅蓄电池 B、锌锰电池 C、氢氧燃料电池 D、镍镉电池2、下列电池中不属于二次电池的是（ A ） A、碱性锌锰电池 B、铅蓄电池 C、镍镉电池 D、锂离子电池3、下列有关电池的叙述正确的是（ D ） A、水果电池是高效环保的家用电池 B、锌锰干电池是一种常用的二次电池 C、锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极 D、锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄【课后练习（练）】1、关于原电池的叙述中正确的是（ B ） A、构成原电池的电极必须是两种不同的金属 B、原电池是将化学能转变为电能的装置 C、原电池工作中总是负极溶解，正极上有气体放出 D、原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原2、汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应式为：PbO2 + Pb + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是（ B ） A、PbO2是电池的负极 B、负极的电极反应式为：Pb + SO42- - 2e-PbSO4 C、电池放电时，PbO2得电子，被氧化 D、电池放电时，溶液酸性增强3、上海人张霞昌在芬兰发明了“纸电池”这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池，在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液，电池总反应式为：Zn + 2MnO2 + H2OZnO + 2MnO(OH)。下列说法正确的是（ D ） A、该电池的正极材料为锌 B、该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应 C、电池的正极反应式为 MnO2 + H2O + e-MnO(OH) + OH-教学笔记 D、当有0.1 mol 锌溶解时，流经电解液的电子数为 1.20410234、碱性锌锰电池获得了广泛的应用，根据电池的电极反应，下列判断正确的是（ A ） A、Zn为正极，MnO2为负极 B、负极的反应为：Zn + 2OH- - 2e-Zn(OH)2 C、工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极 D、Zn电极发生还原反应，MnO2为正极，发生氧化反应5、锂电池是新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到重视。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是(C)。A.Li是正极,电极反应式为Li-e-Li+B.Li是负极,电极反应式为Li+-e-LiC.MnO2是正极,电极反应式为MnO2+e-MnD.MnO2是负极,电极反应式为MnO2-e-Mn6、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是(D)。A.正极反应式:Ca+2Cl-2e-CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g PbD.常温时,在正、负