高中化学 2.2.2发展中的化学电源学案(新人教版)必修2

1、第2课时发展中的化学电源学习目标定位1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能正确书写简单化学电源的电极反应。1原电池的概念是_，原电池反应的本质是_。原电池中负极_电子发生_反应，正极_电子发生_反应，故原电池可将_反应分别在两个不同的区域进行，电子从原电池的_极流出，经导线流向正极，电子的定向移动就产生了_。2(1)将铜片和锌片用导线连接后插入到稀硫酸中的装置称为铜锌原电池。请写出铜锌原电池中两极上发生反应的方程式：负极_，正极_。(2)某同学进行如图所示的铜锌原电池实验：从理论上讲，应该能预期看到

2、的现象是_。实验过程中，观察到锌极上有少量气泡逸出，铜极上有大量气泡逸出，请解释原因_。3判断下列说法是否正确，正确的在括号内打“”，错误的打“”。(1)当用两种活泼性不同的金属作原电池的电极材料时，较活泼的金属作正极。()(2)用导线连接的铜片和锌片插入到乙醇溶液中，导线上会产生电流。()(3)在原电池中，一般电子流入的极或发生氧化反应的电极为负极。()4电池的种类很多，有人将电池分为以下三类。请你举出生活中常见的电池，并将其分类填入下表。种类特点实例一次电池二次电池连续电池知识点一常见的化学电源探究活动1锌锰干电池(1)锌锰干电池是以锌筒为_极，石墨棒为_极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2

3、和NH4Cl作_。(2)锌锰电池是一次性电池，放电之后_充电，内部的氧化还原反应是_的。负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2O。(3)锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的_。改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成_电池；将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成_性锌锰电池。2充电电池(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的_反应，在充电时又_进行，_物重新转化为_物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。充电电池中能量的转化关系是_。(2)常见的充电电池铅蓄电池常作汽车

4、电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极是_，正极是_，电解质溶液是_。镍镉电池，以_为负极，_为正极，以_为电解质，寿命比铅蓄电池_，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重_环境。碱金属中的_是最轻的金属，活泼性_，是制造电池的理想物质。_电池是新一代可充电的绿色电池。3燃料电池(1)燃料电池是通过_与_分别在两个电极上发生_反应，将_能直接转化为_能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率_、能量转化率_。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物_，而是由外设装备提供_和_等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：_(氧化反应)正极：_(还原反

5、应)总反应：_归纳总结化学电池的基本类型(1)活泼金属作负极，被腐蚀或消耗，发生氧化反应，如锌锰干电池。(2)两电极都参加反应，如铅蓄电池。(3)两电极均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如燃料电池。活学活用1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重大贡献。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氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能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2关于化学电源的叙述，错误的是()A最早使用的化学电池是锌锰电池B在干电池中，碳棒只起导电作用，并

6、不参加化学反应C镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵D燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源知识点二原电池电极反应式的书写探究活动1负极反应式的书写常见电池负极反应特点负极反应式书写方法锌锰干电池(ZnCNH4Cl)_铅蓄电池(PbPbO2H2SO4)_甲烷燃料电池(PtPtKOH)_2.正极反应式的书写(1)首先判断在正极发生反应的物质当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是_；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是_。(2)然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否_反应的问题

7、，若参与反应也要书写叠加式。(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中，其正极反应式是_；铜锌原电池(ZnCuH2SO4)的正极反应式是_。归纳总结书写原电池电极反应式时注意的问题：(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。活学活用3有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种

8、心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。(1)负极材料是_，电极反应为_。(2)正极材料是_，电极反应为_。4锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()ALi是正极，电极反应为Lie=LiBLi是负极，电极反应为Lie=LiCMnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnODLi是负极，电极反应为Li2e=Li2理解感悟根据原电池反应书写电极反应式若已知电池总反应式，要写电极反应式，一般处理方法是：根据化合价变化规律先判断负极材料，负极材料若是金

9、属则失电子而变为相应的阳离子(注意：Fe失电子一般为Fe2)，负极材料若是其他被氧化的物质，则失电子变为相应的氧化产物，然后再推断正极反应式，可利用总反应式与已知某一极的电极反应式作差推出。1随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是()A利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D回收其中的石墨电极2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3已知空

10、气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O；碳棒：O22H2O4e=4OH，据此判断，锌片是()A正极，被还原 B正极，被氧化C负极，被还原 D负极，被氧化4干电池与充电电池的本质区别在于：_；而燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于：_。5钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe24OH。负极反应式是_。正极反应式是_。6将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。第2课时发展中的化学电源学习准备区1把化学能转化为电能的装置氧化还原反应失去氧化得到还原氧化还原负电流2(1)Zn2e

11、=Zn22H2e=H2(2)锌片不断溶解，但无气泡冒出，铜片上有气泡冒出，电流表指针发生偏转锌片不纯，锌与杂质形成许多微小原电池3(1)(2)(3)4放完电以后不能再使用普通锌锰电池、碱性锌锰电池充电、放电可循环进行铅蓄电池、镍氢电池可通过不断充入还原剂、氧化剂，连续使用氢氧燃料电池、CH4燃料电池学习探究区知识点一探究活动1(1)负正电解质(2)不能不可逆Zn2e=Zn2(3)腐蚀防漏碱2(1)氧化还原逆向生成反应化学能电能(2)PbPbO2硫酸溶液CdNiO(OH)KOH长污染Li极强锂离子3(1)燃料气体氧气氧化还原化学电(2)高高不是储存在电池内部燃料氧化剂(3)2H24OH4e=4H

12、2OO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O活学活用1C锌锰干电池中，碳棒作正极，电极本身不参加任何反应，故不会变细，A选项错误；燃料电池是将化学能直接转化为电能，B选项错误；氢氧燃料电池中的总反应为2H2O2=2H2O，H2在负极被氧化；C选项正确；太阳能电池的主要材料是半导体硅而不是SiO2，D选项错误。2C由于镍、镉元素会造成环境污染。知识点二探究活动1负极(Zn)本身失去电子生成阳离子(Zn2)生成的阳离子不与电解质溶解成分反应直接写出负极反应式Zn2e=Zn2负极(Pb)本身失去电子生成阳离子(Pb2)生成的阳离子(Pb2)与电解质溶液成分(SO)反应将反应和反应进行叠加：Pb2

13、eSO=PbSO4负极本身不反应，燃料失去电子被氧化燃料反应产物与电解质溶液成分有些能反应将反应和进行叠加：CH48e10OH=CO7H2O2(1)电解质溶液中的某种微粒溶解在电解质溶液中的O2(2)与电解质溶液(3)O22H2O4e=4OH2H2e=H2活学活用3(1)锌2Zn4e=2Zn2(2)铂O22H2O4e=4OH解析以铂和锌为电极材料，埋入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O24e2H2O=4OH；负极的反应为2Zn4e=2Zn2。4B由总反应inO2=inO2可知，Li元素在反应后化合价升高(01)，Mn元素在反应后化合价降低(4