高一化学化学电源

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1、第2课时 化学电源第2课时课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用课前自主学案自主学习自主学习一、化学电电源人们们根据原电电池的反应应原理，发发明并制造了多 种多样样的化学电电源。在日常生活、高科技领领域、 航天技术术中化学电电源是不可缺少的。化学电电源具 有能量转转化率高、使用方便、用途广泛等优优点。 二、化学电电源的分类类化学电电源可分为为两类类：_、_ 。一次电电池二次电电池其中一次电电池又称为为一次性电电池，其特点是 用过过之后不能复原；二次电电池充电电后可重复 多次使用。 常见见化学电电源的组组成与反应应原理Zn2NH4Cl 2MnO2=Zn(NH3)2Cl2 2MnO(OH

2、)ZnAg2OH2OZn(OH)22AgPbO2Pb2PbSO42H2O2H2SO42CH3OH3O26H2O自主体验自主体验1科学家近年来研制出一种新型细细菌燃料电电 池，利用细细菌将有机酸转转化成氢氢气，氢氢气进进入 以磷酸为电为电 解质质的燃料电电池发电发电 。电电池负负极 反应为应为 ( ) AH22OH2e=2H2O BO24H4e=2H2O CH22e=2H DO22H2O4e=4OH 答案：C答案：A3一种燃料电电池中发发生的化学反应为应为 ：在酸 性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该该 电电池负负极发发生的反应应是( ) ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l) CO

3、2(g)2H(aq) BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l) CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H (aq) DO2(g)2H2O(l)4e=4OH 答案：C课堂互动讲练化学电电源化学电电源可分为为一次电电池和二次电电池。二次 电电池放电时电时 是原电电池，遵循原电电池原理。例例1 1【解析】 该电池能充电，为二次电池，A不正确；根据Li只有1价可推知，LiFePO4中的Fe为2价，B正确；放电时负极被消耗，化学能转化为电能，C正确；放电时，为原电池，电解质溶液中的阳离子应向正极移动，D正确。【答案】 A变式训练1 下列说法正确的是( ) A镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是

4、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化学电池的反应原理是氧化还原反应 D铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2 解析：选C。锌锰电池是一次电池，A不正确； 燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池 ，B不正确；铅蓄电池放电时正极是PbO2，负 极是Pb，D不正确。电极反应式、原电池反应式的书写1电电极反应应式的书书写 (1)负负极反应应式的书书写 活泼泼金属作负负极时时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电电解质质溶液反应应，可直接写 成产产物为为金属阳离子，如：Zn2e=Zn2， Cu2e=Cu2。 若生成的金属阳离子与电电解质质溶液反应应，应应写成 “金属失电电子的

5、反应应式”与“阳离子与电电解质溶如：H2-O2(H2SO4)原电电池，正极反应应式为为： O24e4H=2H2O； H2-O2(KOH)原电电池，正极反应应式为为： O24e2H2O=4OH。 2原电电池反应应式的书书写 两电电极反应应式，得失电电子数相等时时，将两电电极 反应应式相加即得原电电池反应应式。 特别别提醒：在正极上，若是电电解质质溶液中的某 种离子被还还原，无论该论该 离子是强电电解质质提供的 ，还还是弱电电解质质提供的，一律写离子符号；而 在原电电池反应应中，要遵循离子方程式的书书写规规 则则，只有易溶的强电电解质质用离子符号表示。例例2 2写出下列原电电池的电电极反应应式和总

6、总反应应 的化学方程式。正 、负极电解质 组别负极正极电解质溶液(1)铁铜稀硫酸 (2)铜银硝酸银溶液 (3)铁石墨氯化钠溶液(1)负极：_；正极： _ _； 总反应式： _ _。 (2)负极：_；正极： _ _； 总反应式： _ _。(3)负负极：_；正极： _ _； 总总反应应式： _ _。【解析】 (1)铁铁作负负极失2e变变成Fe2，H得e 变变成H2；(2)Cu失2e变变成Cu2，Ag得e变变 成Ag；(3)Fe失2e变变成Fe2，得电电子的是空气中 的O2，因为为NaCl溶液为为中性溶液，所以O2得电电 子后变为变为 O2，立即结结合H2O分子生成OH。 【答案】 (1)Fe2e=

7、Fe2 2H2e =H2 FeH2SO4=FeSO4H2 (2)Cu2e=Cu2 Age=Ag Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2 (3)Fe2e=Fe2 2H2OO24e=4OH 2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2变式训练2燃料电电池燃料电电池中通燃料的一极作负负极，通O2 的一极作正极，常见见的有CH4、CH3OH、 C2H6、H2等燃料电电池。例例3 3(2011年莆田高一检测检测 )如图图所示，可形成 氢氢氧燃料电电池。通常氢氢氧燃料电电池有酸式(当电电 解质质溶液为为H2SO4溶液时时)和碱式当电电解质质溶液 为为NaOH(aq)或KOH(aq)时时两种。试试回答下列问问 题

8、题：氢氢氧燃料电电池示意图图(1)酸式电电池的电电极反应应：负负极 _，正极_；电电 池总总反应应：_；电电解质质溶液pH的 变变化_(填“变变大”、“变变小”或“不变变 ”)。 (2)碱式电电池的电电极反应应：负负极 _，正极_；电电 池总总反应应：_；电电解质质溶液pH的 变变化_(填“变变大”、“变变小”或“不变变 ”)。【解析】 燃料电电池所用的介质质不同，相应应的 电电极反应应就不同；但无论论如何书书写，两电电极反 应应相叠加始终终等于燃料的燃烧烧反应应。这这也是验验 证电证电 极反应应是否正确的一种方法。 (1)正极上，O2得电电子变为变为 O2，溶液中O2不能 单单独存在，酸性条

9、件下与H结结合生成H2O。负负 极上，H2失电电子变为变为 H，H进进入电电解质质溶液 。电电池总总反应为应为 H2在O2中燃烧烧的反应应，由于有 水生成，溶液将逐渐变渐变 稀，故pH增大。 (2)正极上，O2得电电子变为变为 O2，溶液中O2不能 单单独存在，碱性条件下与H2O分子结结合生成OH ；负负极上，H2失去电电子变为变为 H，碱性条件下 H不能大量存在，与OH结结合生成水。电电池。总总反应应也是H2在O2中的燃烧烧反应应。同样样，由于有水生成，c(OH)变变小，pH变变小【答案】 (1)2H24e=4H O24e4H=2H2O 2H2O2=2H2O 变变大(2)2H24e4OH=4

10、H2O O24e2H2O=4OH 2H2O2=2H2O 变变小变变式训练训练 3 (3)开始放电时电时 ，正极附近溶液的pH_( 填“增大”、“减小”或“不变变”)。探究整合应用废废旧电电池的回收利用 一节电节电 池烂烂在地里，能够够使一平米的土地失去 利用价值值。对对自然环环境威胁胁最大的5种物质质中 ，电电池里就含了3种。废电废电 池一般都运往专门专门 的有毒、有害垃圾填埋场场，但这这种做法不仅仅花 费费太大而且还还造成浪费费，因为为其中尚有不少可 作原料的有用物质质。回收利用废废旧电电池，不仅仅 能减少环环境污污染，而且还还能减少资资源的浪费费。例例某学校设计设计 了一节实验节实验 活动

11、课动课 ，让让学生 从废废旧电电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2 等物质质，整个实验过实验过 程如下。回答有关问题问题 。 (1)干电电池的基本构造和工作原理 如图为图为 干电电池的基本构造图图。干电电池工作时负时负 极上的电电极反应应是_ ，MnO2的作用是除去正极上的产产物H2，该该反应应 方程式为为2MnO2H2=Mn2O3H2O。(2)锌皮和碳棒的回收 用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒，将锌皮 和碳棒取出，并用毛刷刷干净，将电池内的黑色粉 末移入烧杯中。 (3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离 如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的 混合物？写出简要的实验步骤 _ _ _ _ _ _。设计简单设计简单 的实验证实验证 明所得晶体中含有NH。 实验实验 步骤骤 _ _ _ _； 实验现实验现 象 _ _； 有关的离子方程式 _ _。用_的方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体 混合物分离开。 最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2，还还 有炭黑和有机物等。可用灼烧烧的方法除去杂质杂质 ， 该实验该实验 中要用到的主要仪仪器有 _ _。【解析】 以干电电池为为情景综综合考查查物质质的 提取、检验检验 和分离。