第二章第二节化学能与电能第二课时

1、8第二章 第二节 化学能与电能（2）发展中的化学电源【学习目标】1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；2.引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值3.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观.正确的能源观。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m【学习重点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。【学习难点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。【自主学习】1.锌锰干电池(一次性电池)(1)普通锌锰电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 (2)碱性锌锰干电池负极材料是

2、： 正极材料是： 电解质是 改进后碱性锌锰电池的优点：2.充电电池(二次性电池) w.w.w.c.o.m(1)铅蓄电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 优点：缺点：(2)镉镍电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是优点：缺点：()锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。3.氢-氧燃料电池负极通入 正极通入 【基础达标】1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2日常所用干电池的电极

3、分别为石墨棒(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)，电极反应式可简化为：Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3与Zn2能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()锌为正极，石墨为负极锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器A B C D3燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应 Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H

4、2O D氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源4铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O下列结论正确的是()APb为正极被氧化 BSO只向PbO2极移动C电解质溶液密度不断减小 D溶液的pH值不断减小5.根据反应：2AgCu=Cu22Ag，设计如右图所示原电池，下列说法错误的是()AX可以是银或石墨 BY是硫酸铜溶液C电子从铜电极经外电路流向X电极 DX极上的电极反应式为Age=Ag6下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A该系统中只存在3种形式的能量转化B装置Y中负极的电极反应式为O22H2O4

5、e=4OHC装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化练方法技巧化学电源中的计算技巧7以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气 B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气 D电解质溶液pH不变8碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2下列说法中，错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电

6、池正极的电极反应式为 MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC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0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g题号12345678答案【拓展提升】9利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe2H=Fe2H2。(2)实验原理：电极(_、_)、_、_、稀硫酸、耳机(或者电流计)。(请在空格中填写所缺的实验用品)(3)实验装置(如右图)。(4)原电池设计及注意的问题：按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极

7、中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为_，在耳机中又由_转化为声音这种能量。如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的_极，电极反应是_，发生了_反应。10人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问

8、题：(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。工作时电流从_极流向_极(填“Ag2O”或“Zn”)。电极反应式：正极_，负极：_。工作时电池正极区的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2NiO(OH) 放电充电Ni(OH)2。电池放电时，负极是_，负极的电极反应式为_，正极的电极反应式为_，正极附近溶液的pH如何变化？_。【参考答案】1B2D3B4C5B6C7A8C9(2

9、)铁钉或铁条铜片(其他合理答案也可)烧杯导线 (4)电能电能负Fe2e=Fe2 氧化10(1)Ag2OZn Ag2O2eH2O=2Ag2OH Zn2e2OH=Zn(OH)2增大 (2)H2H2eOH=H2O NiO(OH)eH2O=Ni(OH)2OH 增大 第2课时发展中的化学电源一、选择题(本题共6个小题，每小题5分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意)1下列化学电池不易造成环境污染的是 ()。A氢氧燃料电池 B锌锰电池 C镍镉电池 D铅蓄电池2已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O； 碳棒：O2H2O2e=2OH，据此判断，锌片是 ()。A正极并被还原 B正极并

10、被氧化 C负极并被还原 D负极并被氧化3下列说法正确的是 ()。A镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C化学电池的反应基础是氧化还原反应D铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO24据报道，锌电池可能将会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2ZnO2=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Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应 D电解液为强酸5右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒

11、精检测。下列说法不正确的是 ()。A该电池的负极反应式为：CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HB该电池的正极反应式为：O24e4H=2H2OC电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量6如图为氢氧燃料电池示意图，按此图的提示，下列叙述不正确的是()。Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH4e=2H2OO2C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二、填空题(本题共2个小题，共计20分)7(10分)ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4C

12、l混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。8、(10分)燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：x极：O2(气)2H2O(液)4e=4OH y极：H2(气)2OH2e=2H2O(液)回答下列问题：(1)x是_极，发生_反应。(填“氧化”或“还原”，下同)(2)y是_极，发生_反应。总反应方程式为_ _。(3)若反应后得到5.

13、4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_。1、A 2、D 3、C 4、B 5、A 6、B 7、(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀B 8、(1)正还原(2)负氧化2H2O2=2H2O(3)0.6 NA一、选择题(本题共4个小题，每小题5分，共计20分，每小题只有一个选项符合题意)1镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池，镁海水燃料电池，镁过氧化氢燃料电池，镁次氯酸盐燃料电池。如图为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是 ()。A放电过程中OH移向正极B电池的总反

14、应式为MgClOH2O=Mg(OH)2ClC镁电池中镁均为负极，发生氧化反应D镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为：H2O22H2e=2H2O2碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，下列说法中错误的是 ()。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(l)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0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g3实验室用铅蓄电池作电源

15、电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应： 负极：PbSO2e=PbSO4 正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol, 这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()。A0.025 mol B0.050 mol C0.10 mol D0.20 mol42012年6月16日18时37分24秒，神舟九号成功发射。飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。该燃料电池可同时供应电和水蒸气，其所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该燃料电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=CO2H2O，则下列推

16、断正确的是 ()。A电池工作时，CO向负极移动B电池放电时，电子经外电路由通氧气的正极流向通氢气的负极C正极的电极反应为4OH2e=O22H2OD通氧气的电极为正极，发生氧化反应二、填空题(本题共3个小题，共计30分)5(10分)如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时两种。试回答下列问题：(1)酸式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液pH的变化_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)碱式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液pH的变化_(填“变大”“变小”或

17、“不变”)。6(8分)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：PbPbO24H2SO2PbSO42H2O 请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：放电时：正极的电极反应式是_；电解液中H2SO4的浓度将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。7(12分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)下列相关说法正确的是_(填序号)。A通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣B二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用C除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料D近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)2Cd(OH)2Cd2NiO(OH)2H2O 已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是_(填序号)。A以上反应是可逆反应 B反应环境为碱性C电池放电时Cd作负极 D该电池