化学电源导学案

1、嵩县实验中学高二化学选修四第四章第二节、化学电源(导学案)主备人：白雪艳参备人：范玲张会朋【三维目标】知识与能力：了解化学电源种类及其工作原理，知道化学电源在生产生活和国防中的应用过程与方法：通过化学电源的学习认识和理解电池的工作原理情感态度与价值观：通过学习化学电源的了解知道化学对社会的意义【自学导航】一、化学电池1 .概念：是将直接转化为的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。2 .化学电池的分类及其特点：一次电池：活性物质消耗到一定程度就不能使用，如：普通的锌钮电池，碱性锌钮电池；二次电池：放电后可以再使活性物质

2、获得再生，如：铅蓄电池、锲镉电池燃料电池：燃料,氧化剂,如：氢氧燃料电池3 .判断电池优劣的主要标准：(1)比能量：所能输出电能的多少。(2)比功率：所能输出功率的大小。(3)电池的可储存时间的长短。二、几种常见化学电池1.一次电池(碱性锌钮电池)(1)构成：负极,正极,电解质0(2)电极反应：负极：正极：总反应：Zn+2MnO+2HO=2MnOOIZn(OH)22 .二次电池(蓄电池)(1)构成：负极正极,电解质(2)工作原理放电：负极：正极：嵩县实验中学高二化学选修四第四章总反应：Pb(s)+PbO(s)+2HSQ(aq)=2PbSO(s)+2HO(l)充电时铅蓄电池的充电反应是放电反应的

3、逆过程。阴极：阳极：总反应：2PbSQ；s)+2H2Q(l)=Pb(s)+PbQ(s)+2H2SQ(aq)。上述充放电反应可写成一个总反应方程式：3 .燃料电池(1)工作原理连续地将(如氢气、烧、肥、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和的化学能直接转换成电能。电极材料本身不发生氧化还原反应。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。(2)氢氧燃料电池电极材料Pt,酸性电解质。电极反应：负极：正极：总反应：【思考交流】1、若把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质，其电极反应式怎样写？电极反应：负极：正极：总反应：2、电解质是NaCl溶液(中性电解质)电极反应：负

4、极：正极：总反应：3、电解质是熔融K2c0(盐)电极反应：负极：正极：总反应：【注意事项】介质对电极反应式的影响1、中性溶液反应物若是H+得电子或QH失电子，则H+或QH均来自于水的电离；嵩县实验中学高二化学选修四第四章2、酸性溶液反应物或生成物中均没有OH;3、碱性溶液反应物或生成物中均没有H+;4、水溶液中不能出现O2o【预习诊断】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.锌钮干电池中，锌电极是负极2、锌钻干电池两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反应方程式可以表示为：

5、Zn+2MnO+2NH=Zn+MnO3+2NH+HO,下列结论正确的是()A.放电时正极发生反应的物质为N才B.Zn为负极，碳为正极C.工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极D.长时间连续使用该电池时，内装糊状物不会流出3.关于铅蓄电池白说法正确的是()A.在放电时，正极发生的反应是：Pb(s)+SC4(aq)=PbS(4(s)+2eB.在放电时，该电池的负极材料是铅板C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时，阳极发生的反应是：PbS0s)+2e=Pb(s)+SC2(aq)【方法总结】书写电极反应式注意点：1、正确写出化学方程式，找出氧化剂和还原剂，标出电子转移的方向和数目，确定正负极

6、反应的物质；2、利用电荷守恒分别写出电极反应式；3、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO形式存在，在碱性溶液中以CO"形式存在)4、验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。5、溶液中不存在O2:在酸性溶液中它与H+结合成H。在碱性或中性溶液中它与水结合成OH3嵩县实验中学高二化学选修四第四章【典例分析】Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOC2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOC2=4LiCl+S+SOT。请回答下列问题：(1)电池的负极材料

7、为,发生的电极反应为(2)电池正极发生的电极反应为(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH容液吸收SOC2,有NaSO和NaCl生成。如果把少量水滴到SOC2中，实验现象是反应的化学方程式为0组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是【活学活用】1.在碱性锌钮干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn+2MnO+2HO=2MnOOIZn(OH)2。下列该电池的电极反应，正确的是()A.负极反应为Zn-2e=Zi2iB.负极反应为Zn+2HM2e=Zn(OH)+2H+C.正极反应为2Mn82H+2e=2MnOOHD,正极反应为2Mn82HO+2e=2MnOOH20H2 .锂

8、电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li+MnO=LiMnQ下列说法中正确的是()A.Li是正极，MnO是负极B.放电时负极的反应：Lie=Li+C.放电时正极的反应：Mn(O+e=MnOD.电池放电时，产生高钮酸根离子3 .科学工作者为心脏病患者设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体体液中含有的一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作的。该电池工作时，正极的电极反应式为()A.Zn2e=z|+B,2H+2e=HTC.4OH4e=OT+2HOD.Q+4H+4e=2HO嵩县实验中学高二化学选修四第四章【合作探究】1、甲烷燃料电池电解质是HCl溶

9、液（酸性电解质）电极反应：负极：正极：总反应：电解质是NaOH§液（碱性电解质）电极反应：负极：正极：总反应：2、甲醇燃料电池电解质是HCl溶液（酸性电解质）电极反应：负极：正极：总反应：电解质是NaOH（碱性电解质）电极反应：负极：正极：总反应：【典例分析】KOH今有2H+O=2HO反应，构成燃料电池，则负极通的是,正极通的是,电极反应式分别为如把KOK为稀HSO作电解质溶液，则电极反应式分别为:O（1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化?O（3）如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：>【高考链接】1 .科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电

10、池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷通入以KOFfe电解质的燃料电池发电。电池负极反应为（）A.CH8e+80H=C»6H2OB.O+4H+4e=2HOC.CH+10OH8e=CO+7HDD.O+2HO+4e=4OH2,下列电池工作时，Q在正极放电的是（）嵩县实验中学高二化学选修四第四章A.锌钮电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.锲镉电池3.甲醇燃料电池(DMFC可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H)o电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是Q+4H+4e=2HQ下列叙述中不正确的是()A.负极的反应式为CHOMHM6e=C2t+6H+B.电池的总反应式是2CHOM3c2=2CO4HOC,电池工作时，口由正极移向负极D.电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入4,科学家预言，4料电池将是21世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铝或碳化鸨作为电极催化剂，在稀