《2018_2019学年高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能__电池第2课时化学电源学案鲁科版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能__电池第2课时化学电源学案鲁科版选修（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 课时课时 化学电源化学电源学习目标：1.了解化学电源的分类。2.了解常见的化学电源及其工作原理。(难点)3.了解化学电源的广泛使用及对环境的影响。自 主 预 习探 新 知1化学电源的分类2常见电池(1)锌锰干电池项目酸性锌锰干电池碱性锌锰干电池电极锌筒作负极，石墨作正极电解质氯化铵和氯化锌氢氧化钾负极Zn2e=Zn2Zn2OH2e=ZnOH2O电极反应正极2NH2e=2NH3H2 4MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH电池反应Zn2NH4Cl=ZnCl22NH3H2ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2(2)铅蓄电池电极材料Error!电解质溶液：30%H2SO4溶液原
2、理。特点：性能优良，价格便宜，可多次充放电；单位重量的电极材料释放的电能小。(3)氢氧燃料电池原理(电极反应及电池反应)。项目酸性燃料电池碱性燃料电池电极石墨电极材料2电解质磷酸等酸性溶液KOH 溶液负极2H24e=4H2H24OH4e=4H2O电极反应正极O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池反应2H2O2=2H2O特点：能量利用效率高，可连续使用，排放污染物少。微点拨：燃料电池的两电极不参与反应，而是燃料(还原性气体或液体)和氧气分别在两极发生反应。基础自测1判断对错(对的在括号内打“” ，错的在括号内打“” 。)(1)手机、电脑使用的电池为一次电池。( )(2)酸性锌锰干电池
3、和碱性锌锰干电池工作时，负极反应相同。( )(3)铅蓄电池放电时负极反应与充电时阴极反应相同。( )(4)氢氧燃料电池的电极一般不参与反应。( )(5)氢氧燃料电池的负极反应为：H22e=2H。( )提示 (1) 手机、电脑使用二次电池。(2) 酸性锌锰干电池负极反应为 Zn2e=Zn2，碱性锌锰干电池负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O。(3) 铅蓄电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应。(4)(5) 氢氧燃料电池在碱性环境中的负极反应为 H22OH2e=2H2O。2下列电池属于一次电池的是( )A锌锰干电池 B铅蓄电池C锂电池D氢氧燃料电池A A 铅蓄电池、锂电池属于二次电池；氢氧燃
4、料电池属于燃料电池。合 作 探 究攻 重 难二次电池下图是一种铅酸蓄电池的剖面图，仔细观察该电池的结构，思考下列问题：3思考交流1该电池放电时的正极和负极材料分别是什么？提示 正极：PbO2；负极：Pb。2该电池放电时两极发生反应的物质是什么？分别属于什么反应类型？提示 负极：Pb 失电子发生氧化反应；正极：PbO2得电子发生还原反应。3充电时两极应该如何与外接电源相连？提示 阳极连接外接电源的正极；阴极连接外接电源的负极。对点训练教师备选已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“” ，另一个接线柱旁标有“” 。关于标有“”的接线柱，下列说法正确的是
5、( )A充电时作阳极，放电时作正极B充电时作阳极，放电时作负极C充电时作阴极，放电时作负极D充电时作阴极，放电时作正极C C “”接线柱放电时为原电池的负极，失去电子发生氧化反应，充电时与外接电源负极相连，作电解池的阴极，得到电子发生还原反应，C 项正确。1生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金栅架上均匀涂上膏状的 PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4。下列对铅蓄电放电充电池的说法错误的是( )【导学号：41722044】A需要定期补充硫酸B放电时 Pb 是负极，PbO2是正极C放电时负极上发生的反应是 Pb2eSO=PbSO424
6、D放电时电解质溶液的密度减小A A 由电池反应式可知，不需要定期补充硫酸，A 项错误；铅蓄电池放电时，相当于原电池，则发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极，所以 Pb 是负极，PbO2是正极，B 项正确；放电时，负极上铅失去电子生成 Pb2，Pb2与溶液中的 SO结24合生成 PbSO4，电极反应式为 PbSO2e=PbSO4，C 项正确；放电时，H2SO4被消耗，24溶液中 H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也减小，D 项正确。2LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为 FePO4LiLiFePO4。下列有关 LiFePO4电
7、池的说法正确的是( )放电充电4A该电池可用 H2SO4溶液作电解质溶液B该电池放电时，电池内部的 Li向负极移动C该电池充电时，阳极的电极反应式为 LiFePO4e=FePO4LiD在该电池的放电过程中，电池正极的质量逐渐减少C C H2SO4溶液作电解质溶液时，将会与 Li 发生反应，A 项错误；该电池放电时，阳离子 Li移向正极，B 项错误；该电池充电时，阳极发生的是失去电子的氧化反应，C 项正确；在该电池的放电过程中，正极上不断有 LiFePO4生成，正极的质量逐渐增大，D 项错误。可充电电池原理(1)可充电电池电极反应(2)可充电电池充电时的连接方法充电时属于电解池，此时电池的负极与
8、外接电源的负极相连，作阴极发生还原反应，电池的正极与外接电源的正极相连，作阳极发生氧化反应。燃料电池电极反应式的书写一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图思考交流1电极 A 上的电极反应式如何书写？提示 COH22CO4e=H2O3CO2。232电极 B 上的电极反应式如何书写？提示 O22CO24e=2CO。233电池总反应式如何书写？5提示 COH2O2=CO2H2O。对点训练1某固体酸燃料电池以 CsHSO4固体为电解质传递 H，其基本结构见如图，电池总反应可表示为 2H2O2=2H2O。下列有关说法正确的是( )A电子通过外电路从 b 极流向 a 极Bb 极上的电极反应式为 O22H2O4
9、e=4OHC每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2DH由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极D D 由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入 H2的一极即 a 极是负极，充入 O2的一极即 b 极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即 H移向正极，正极即 b 极的电极反应式应为 O24H4e=2H2O，故 A、B 项错误，D 项正确。C 项没有指明标准状况，故 C 项错误。2甲烷燃料电池在不同环境下电极反应式的书写：(1)酸性条件电池总反应式CH42O2=CO22H2O正极反应式：O24H4e=2H2O2，得燃料电池负极反应式：_。(2)碱性条件电池总反应式
10、：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 正极反应式：O22H2O4e=4OH 2，得燃料电池负极反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导 O2)电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 6正极反应式：O24e=2O2 2，得燃料电池负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电池总反应式：CH42O2=CO22H2O 正极反应式：O22CO24e=2CO 232，得燃料电池负极反应式：_。答案 (1)CH48e2H2O=CO28H(2)CH410OH8e=CO7H2O23(3)CH44O28e=CO22H2O(4)CH44CO8e=5CO22H2O23三步突破燃料电
11、池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为 NaOH 溶液)的反应式为：CH42O2=CO22H2O CO22NaOH=Na2CO3H2O 式式得燃料电池总反应式为：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH(3)固
12、体电解质(高温下能传导 O2)环境下电极反应式：7O24e=2O2(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。23第三步：根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式电池反应的总反应式电池正极反应式电池负极反应式。因为 O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除 O2。当 堂 达 标固 双 基1锌锰干电池在放电时，总反应方程式可以表示为 Zn(s)2MnO2(s)2NH(aq) 4=Zn2(aq)Mn2O3(s)2NH3(g)H2O(l)，在如图所示装置中，电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )AZn B碳CMnO2和 NHDZn2和 NH3 4C C Zn 在负极上被氧化得到 Zn2；MnO2、NH在正极上被还原得到 Mn2O3、NH3。 42氢氧燃料电池是将 H2和 O2分别通到浸入 20%40%
