2020-2021学年高中化学主题3合理利用化学能源课题1电池探秘学案鲁科版选修1 （经典实用）

1、课题1电池探秘学习目标：1.以铜锌原电池为例理解原电池的工作原理。(重难点)2.认识电池的构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。(重点)3.学会应用所学知识分析出生活中所使用的各种电池。(难点)自 主 预 习探 新 知一、电池是怎样工作的1原电池的定义将化学能转化为电能的装置。2原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)(1)工作原理锌片失去电子，电子经导线流向铜片，溶液中的H从铜片上得到电子被还原成氢原子，继而结合成氢分子在铜片上放出。(2)电极名称负极：电子流出的电极。(发生氧化反应的一极)正极：电子流入的电极。(发生还原反应的一极)(3)电极反应式负极：Zn2e=Zn2正极：2H2e=H2总反

2、应式：Zn2H=Zn2H23原电池的构成条件(1)两个活泼性不同的电极(或金属与导电的非金属)负极：活泼性强、失去电子发生氧化反应。正极：活泼性弱、得到电子发生还原反应。(2)两电极插入同一电解质溶液中。(3)形成闭合回路。(4)能自发地发生氧化还原反应。4实质原电池产生电流的实质，是发生了氧化还原反应。电子由负极流向正极产生电流。5实际应用(1)纽扣电池及工作原理总反应式：H2OZnHgO=Zn(OH)2Hg(2)纽扣电池的优点：体积小，寿命长，电流稳定。二、认识几种电池1几种电池比较电池种类工作原理利弊锌锰干电池锌筒做负极，失电子被氧化碳棒与顶端的金属帽相连做正极，电池内部的MnO2得电子

3、被还原使用时锌皮逐渐消耗，引起电解质渗漏电压不断下降，不能提供稳定电压铅酸蓄电池铅做负极，PbO2做正极，发生反应为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，充电时PbSO4转变为Pb和PbO2可通过检查硫酸溶液的密度确定是否应该充电这类电池充、放电方便，稳定性强，但体积大，使用不方便，且寿命较短燃料电池(以氢氧燃料电池为例)在负极消耗燃料H2，在正极消耗O2，反应为2H2O2=2H2O可以不间断地输入燃料和氧化剂，输出电极反应产物化学能直接转化为电能，能量转换率高而且工作寿命长，能够大功率连续供电，无噪声，无污染2.废旧电池污染的治理(1)废旧电池必须回收。(2)开发使用无污染或污染小的

4、新型电池，如太阳能电池。基础自测1判断对错(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)原电池中负极发生还原反应，正极发生氧化反应。()(2)锌锰干电池中碳棒与顶端的金属帽相连做正极，锌筒做负极。()(3)铅蓄电池充电时化学能转化为电能。()(4)燃料电池中燃料燃烧充分，能量转化率高。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列有关原电池的说法中，正确的是()【导学号：72572094】A在正极上发生氧化反应B化学性质较活泼的金属为负极C正极是电子流出的极D是由电能转化为化学能的装置B原电池是化学能转化为电能的装置。在原电池工作时，较活泼的负极失电子被氧化，即电子流出；较不活泼的正极上得电子发生还原反

5、应，即电子流入。3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B锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2，故作为负极，D项正确。合 作 探 究攻 重 难原电池的工作原理与正负极的判断如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示。思考交流1怎样判断该电池的正、负极？【提示】电子流出的电极

6、为负极，即X为负极；电子流入的电极为正极，即Y为正极。2X极发生氧化反应还是还原反应？【提示】氧化反应。3如果X极为铁片，Y极能是锌片吗？为什么？【提示】不能。原电池中负极材料的活动性一般比正极材料强。1原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)2原电池正负极的判断(1)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。在特殊情况下，正负极的判断还要考虑电解质溶液的性质。如()Al|NaOH(aq)|Mg()原电池中Al做负极，在强碱性条件下，Al比Mg活泼。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。在外电路上，电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负

7、极流向正极。(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。(5)依据现象判断。一般溶解的一极为负极，增重或者有气体放出的一极为正极。燃料电池除外。当 堂 达 标固 双 基题组1电池是怎样工作的1下列有关原电池的叙述中正确的是()【导学号：72572095】A把电能转变为化学能的装置B活泼金属作正极，不活泼金属或非金属作负极C外电路中电子从负极流向正极D正极发生氧化反应C原电池将化学能转化为电能，A错误；原电池中活泼金属做

8、负极，不活泼金属或非金属做正极，B错误；原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极发生还原反应，D错误。2在下图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电流从电极X流向电极Y。若X为铁，则Y可能是()A锌B石墨 C银 D铜A电流的方向与电子的移动方向相反，故电子由电极Y流向电极X，因此Y电极的活泼性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。3在银锌原电池中，以硫酸铜溶液为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式为_，锌片上观察到的现象为_，银为_极，电极上发生的是_反应(“氧化”或“还原”)，电极反应式是_；银片上观察到的现象是_。【解析】在Zn、Ag、CuSO4溶液组成的原电

9、池中，Zn为负极发生氧化反应而逐渐溶解；Ag为正极，溶液中的铜离子被还原析出。【答案】负氧化Zn2e=Zn2锌片逐渐溶解正还原Cu22e=Cu银片上有红色物质析出1在内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。2电子只流经外电路，流向为：负极导线正极。3电流方向与电子流向相反。4只有根据能自发进行且放出能量的氧化还原反应才能设计原电池。题组2认识几种电池4锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn2MnO22H=Zn2Mn2O3H2O在此电池放电时，正极(碳棒)上发生还原反应的是() 【导学号：72572096】AZn B碳棒CMnO2DHCMnO2得电子生成Mn2O3，发生了还原反应。5氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是() 【导学号：72572097】A该电池工作时电能转