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1、第第2 2课时课时化学电源化学电源阅读思考自主检测任务一、阅读教材第15页及第16页内容,了解常见化学电源的分类,回答下列问题:1.人们根据原电池反应原理设计了化学电源,生活中的化学电源通常有哪些?提示:生活中的化学电源通常有一次电池、二次电池和燃料电池等。2.生活中人们使用最广泛的一次电池有哪些?提示:生活中人们使用最广泛的一次电池是干电池,如锌锰干电池、银锌钮扣电池等。阅读思考自主检测3.仔细阅读第15页有关银锌钮扣电池和锌锰干电池的内容,完成问题解决中的问题。阅读思考自主检测任务二、认真阅读教材第16页有关燃料电池的内容以及第17页有关铅蓄电池的内容,分别完成下列任务:1.燃料电池工作过
2、程中所用的燃料需要点燃吗?燃料和氧化剂分别在什么电极放电?发生什么类型的反应?提示:燃料电池工作过程中所用的燃料不需要点燃。燃料在负极失电子发生氧化反应,氧化剂在正极得电子发生还原反应。2.铅蓄电池的电极材料和电解质溶液分别是什么?它有哪些优、缺点?提示:铅蓄电池的正极为PbO2,负极为Pb,电解质为硫酸。优点:性能优良、价格低廉、安全可靠,可多次充放电。缺点:比能量低,废弃电池污染环境等。阅读思考自主检测A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原答案:A2.氢氧燃料电池已用于航天飞机,它是以铂作电极,KOH溶液作电解质,正极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-
3、,负极反应为:2H2+4OH-4e-4H2O,下列叙述不正确的是()A.H2在负极发生氧化反应B.燃料电池的能量转化率可达100%C.是一种高效、环保的发电装置D.供电时的总反应为:2H2+O22H2O答案:B探究问题知识点拨重点难点重要考向1.锌锰干电池使用一段时间后,锌筒有何变化?提示:锌锰干电池中Zn为负极,使用过程中Zn不断被氧化消耗,所以锌筒会变薄。2.何谓燃料电池?燃料电池有什么优点?提示:燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能,而且能量转换效率远高于普通燃料燃烧的能量转换效率,应用燃料电池建立的发电站,具有
4、能量转换效率高、排放的废弃物少、运行噪音小等优点。探究问题知识点拨重点难点重要考向3.CH4燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的电极反应与电池反应如何书写?4.铅蓄电池放电时发生的是什么电化学反应?充电时呢?提示:铅蓄电池放电时发生的是原电池反应,充电时发生的是电解反应。探究问题知识点拨重点难点重要考向1.燃料电池(1)燃料电池的特点连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。燃料电池的电极本身不包含活性物质,在电池放电过程中电极本身不参与反应。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,于是电池就连续不断地提供电能。探究问题知识点拨重点难点重要考向(2)
5、几种燃料电池的工作原理探究问题知识点拨重点难点重要考向探究问题知识点拨重点难点重要考向2.二次电池(1)二次电池的特点发生氧化还原反应的物质(电极、电解质溶液)大部分被消耗后,又可以通过充电而获得再生恢复其供电能力。(2)常见的二次电池的组成及工作原理探究问题知识点拨重点难点重要考向重点难点重要考向考向一考向二考向一燃料电池电极反应式的书写【例题1】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为:2H2+O22H2O,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B.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.每转移0.1mol电
6、子,消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极重点难点重要考向考向一考向二解析:本题考查了原电池的工作原理,包括电子的流向、电极反应式的书写、离子移动方向及电极产物“量”的计算。由电极反应式可知,通入氢气的一极为负极,通入氧气的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,A错;B项,b极上的电极反应式为O2+4H+4e-2H2O,B错;C项,没有注明此时是否处于标准状况下,故无法计算气体的体积,C错。答案:D规律方法点拨书写燃料电池电极反应式应注意的几点问题(1)电池的负极一定是可燃性气体失电子,发生氧化反应。(2)电池的正极一定是助燃性气体得电子,
7、发生还原反应。(3)电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。(4)电极反应式作为一种特殊的反应方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒规律。重点难点重要考向考向一考向二成功体验成功体验1下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是()A.a电极是负极B.b电极的电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂、氧化剂全部贮藏在电池内的新型发电装置重点难点重要考向考向一考向二解析:选项A中a电极通氢气,氢气是还原性的气体,是负极,正确。选项B中参加反应的应是氧气,电极反应为2H2O+O2+4e-4OH
8、-,错误。选项C中该燃料电池总反应生成水,是绿色电源,正确。选项D中燃料电池在工作时,氢气、氧气不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,正确。答案:B重点难点重要考向考向一考向二考向二二次电池电极反应式的书写【例题2】铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时,负极反应为Fe+2OH-2e-Fe(OH)2C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e-Ni2O3+3H2O重
9、点难点重要考向考向一考向二解析:因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确;充电时的阴极反应为Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-,故此时阴极附近溶液的pH增大,故C错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。答案:C规律方法点拨(1)二次电池在充电时,正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反,因而充电时,二次电池的正极应与充电电源的正极相连接,电池的负极应与充电电源的负极相连接。(2)充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。重点难点重要考向考向一考向二成功体验成功体验2一种充
10、电电池放电时的电极反应为H2+2OH-2e-2H2O,NiO(OH)+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是()A.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化解析:放电时为原电池反应,负极上失去电子,正极上得到电子;充电时为电解反应,与外电源正极连接的电极为阳极,由放电时的电极反应式知,阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应,D正确。答案:D1 2 3 41.下列说法错误的是()A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是二次电池C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质没有储
11、存在电池内部解析:碱性锌锰电池是一次性电池,铅蓄电池是二次性电池。答案:A1 2 3 42.锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电池反应是Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2O D.Zn解析:判断原电池的正、负极,要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质,然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。由题给总方程式得Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,故Zn为负极。答案:D1 2 3 43.导学号22014012高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是()C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强答案:C1 2 3 44.氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液,试回答下列问题:(1)通入氯气的电极是(填“正”或“负”)极,电极反应式为:。(2)加入铝的电极是(填“正”或“负”)极,电极反应式为:。(3)电子从极流向极(填“Al”或“Cl2”)。
