新人教版高中化学选修44.2化学电源(导学案)

1、【学习目标】第四章第二节化学电源1、熟悉日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、熟悉一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池;【学习重点】【学习难点】3、学习化学电池的构成,电极反响式及总反响式的书写.化学电源的结构及电极反响的书写.燃料电池电极反响的书写.自主学习-、化学电源一化学电源的分类1.一次电池：电池中发生反响的物质大局部被消耗后就不能再使用.2.二次电池：可屡次的电池.3.燃料电池：利用间的氧化复原反响将能转化为以及电池的可存储时间的长短0能的化学电源.燃料电池能连续不断地提供电能的原因4.判断电池优劣或者是否适宜某种需要,主要看这种电池二、一次电池一锌钮电池一一分为酸性和碱

2、性两种1.普通锌钮电池：酸性电解质为负极:材料正极:材料,反响式：2nh；+2e-+2MnO2=2NH3忤Mn2O3+H2O锌爵和K0H的混合蜴总反响化学反响方程式：Zn+2MnC2+2NH4Cl=MmO3+ZnCl2+2NH3T2.碱性锌钮电池:负极：材料正极：材料,反响式：2MnO2+2e>2HbO=2MnOOH+2OH总反响化学反响方程式:二银锌电池负极：材料Zn+2MnQ+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)正极：材料总反响化学反响方程式：Zn+AgQ+叱.=ZnOH2+2Ag谡了KQHMU的隔物土属外花三、二次电池一铅蓄电池最常见的二次电池总反响化学反响方程式：PbsbOXS-

3、2H2so4刖=PbSCh+2Hz0D充电放电时：负极：材料,反响式：.正极：材料,反响式：.充电时：阳极氧化反响：材料,反响式：阴极复原反响：材料,反响式：二目前已经开发的新型二次电池有四、燃料电池一氢氧燃料电池总反响化学反响方程式：2H2+O2=2H2O,正、负极材料是：1.使用中性作电解质负极反响式：;正极反响式：02,使用酸性电解质负极反响式：;正极反响式：03.使用碱性电解质负极反响式：;正极反响式：0小结：氢氧燃料电池的电解质适合选择性的电解质.燃料电池与前几种电池的比拟的优势：氧化剂与复原剂在工作时不断补充；反响产物不断排出能量转化率高超过80%,普通白只有30%,有利于节约能源

4、.如氢燃料电池的产物对环境是友好的.五、书写电极反响式注意点：1、普通原电池找出氧化反响和复原反响的物质和电子得失的数目,确定正负极反响的物质；根据反响物和产物的结构,考虑反响环境离子共存写出正负极反响式.正负极反响式遵守得失电子相等的原那么.总反响的离子方程式是正、负两个极电极反响之和,假设能写出某一极反响或某一极反响,由总反响减半反响可得另一极反响.检查：质量守恒和电荷守恒.注意：判断电极时,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要看反响的具体情况,如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg乍正极；b.Fe、催化剂舜催化剂图所示,te-e1请写出正、负极反响式.负极反响式:H

5、旧卜质子交摭膜Al在浓HNO中钝化后,比Cu等金属更难失电子,Cu等金属作负极,Fe、Al作正极.2、燃料电池：抓正极、看环境、得负极先写正极：正极一般是Q得电子发生复原反响.看环境：电极产物在电解质溶液的环境中,应能稳定存在,如碱性介质中不能出现的Hh,酸性介质中不能出现的OR得负极：用总的离子反响式减去正极反响式即可得到负极反响式.检查：质量守恒和电荷守恒.合作探究1、用镁片和铝片为电极,分别以稀HSO和NaOHS液为电解质溶液,构成有盐桥的原电池,请画出装置图,并写出正、负极反响式.2、甲烷燃料电池是一种新型高效的电池,它采用铝为电极材料,两极上分别通入CH和Q进行反响,KOH容液作为电

6、解质.你认为选择KOH容液作为电解质的原因是什么请写出总反响的离子方程式和正、负极反响式.原因：.负极反响式:正极反响式:总反响离子反响方程总反响化学反响方程3、甲醇燃料电池DMFC可用于生命探测仪,该燃料电池以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,电解质可以是质子交换膜可传导氢离子,甲醇和氧气分别在多孔金属电极上发生反响,从而将化学能直接转化为电能,如正极反响式:2如果电解质换成NaOH§液,请写出请写出正、负极反响式.负极反响正极反响4、肌NH空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,其电解质是20%-30%勺KOH容液,产物是和HO,请写出总反响的离子方程式和正、负极反响式.负极反响正极反响总

7、反响化学反响方程式：.稳固练习1.随着人们生活质量的不断提升,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.C.回收其中石墨电极D.土壤和水源的污染2.在蓄电池放电时,溶液的pH等A.不变B.升高不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品预防电池中汞、镉和铅等重金属离子对C.降低D.无法确定,其电极分别为Zn和3.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源.有一种纽扣电池AgO,以KO粘液为电解质溶液,电池的总反响为Zn+AgO+HO2Ag+ZnOH.关于该电池的表达不正确的选项是A.使用时电子由Zn®经外电路流向AgOR,Zn是负极B.使用时电子由AgC极经

8、外电路流向Znft,Ag2O是负极C.正极的电极反响为Ag2O+2e+HO2Ag+20HD.Zn极发生氧化反响,Ag2OR发生复原反响4.双选燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的根本反响是：X极：O2+2HO+4e=4OH;Y极:2H+40H-4e=4HO以下判断正确的选项是A.X是正极B.负极材料是氢气C.电解液可能是硫酸D.Y极发生氧化反响,故是负极5.市场出售的“热敷袋,其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等.它在使用之前需用塑料袋与空气隔绝.使用时开启塑料袋的小气孔,轻轻揉搓就会放出热量来.当使用完后还会发现有铁锈生成,依上

9、述现象完成以下问题：1“热敷袋放出热量时铁发生了反响填“氧化或“还原.2炭粉的主要作用是：参加氯化钠的作用：3试用有关电极反响和化学方程式来表示上述变化过程：负极反响式：;正极反响化学方程式：导学案答案自主学习一一1.不可逆氧化复原2.重复放电充电3.燃料；氧化剂；化学；电；还原剂与氧化剂不是全部贮存在电池内,而是在工作不断从外界输入,同时把电极反响产物排除电池,能量转换率到达80犯上4、单位质量、单位体积输出的能量；输出功率2+22+二一1.NHC1,负极：Zn,Zn-2e=Zn;正极：石墨2.负极：Zn,Zn+OH2e=ZnOH»正极：MnO二负极：Zn,Zn-2e+2OH=Zn

10、OH；正极：AgO+HO+2e=2Ag+2OH三一Pb,Pb-2e+SQ2-=PbSO;PbO,PbQ+2e+4H+SO2=PbSO+2HO.PbO,PbSO4-2e-+2HO=PbO+4H+SO2-;Pb,PbSO;+2e=Pb+SO-.镉锲电池、锲氢电池、锌银电池、锂电子电池、聚合物锂离子蓄电池四一Pt.1、负极：2H-4e=4H+;正极：O+4e+2HO=401T2、负极：2H-4e=4H+;正极：Q+4e+4l4=2H2O3、负极：2H-4e+4O即=4H2O;正极：O2+4e+2HO=4OHT;酸性或碱性合作探究1、M<aS04H2SO4NaOHAl2(SO4)3负极：Mg-2

11、e=Mg+负极：2Al6e+80H=2AlO2+4H0正极：2Ff+2eT=HT正极：6H20+6e=3Hd+6OH2、甲烷燃烧生成CO,KO皤液可以吸收生成的CO2否者电池有可能会爆炸；CH-8e+10OH=CG2-+7I4O;2O+8e+4HO=80H;CH+2O+2OH=CO2-+3H0;CH+2O2+2KOH=K2CO+3H203、(1)酸性条件正极：3O2+12e-+12H+-6H2O负极：2CH4O-12e-+2H2O-12H+2CO2(2)2CHOH-12e+16OIT2CO32+12H2O;3O+12e+6HO=12OH.4、NH+401T-4e-=4H2O+Nd;O+2H2O

12、+4e=4OH;N2H+O2=N2T+2H2O,稳固练习：1-4:DRRAD5 .(1)氧化；(2)与铁、氯化钠溶液构成原电池,碳作电池的正极,从而加速铁的氧化；氯化钠溶于水形成电解质溶液；(3)2Fe-4e-2Fe2+;Q+2HO+4e4OH2Fe+O+2HO-2Fe(OH2J,4Fe(OH2+O+2HO-4Fe(OH3,2Fe(OH3FeQ?nHO+一空气NaOH麟(3-n)HO提升练习6 .有关以下图装置中的表达正确的选项是()A.NaOH§液的碱性逐渐减弱B,这是一个原电池装置,利用该装置可长时间的观察到Fe(OH)C. Pt为正极,其电极反响为：Q+2HO+4e-=4OKD

13、. Fe为负极,其电极反响为：Fe3e-+3OK=Fe(OH)aw的械棒卜漫邈水的布属版水的石翻粒铝制汽水傕7 .利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有斗际应用价值的装置来,以下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩电池的示意图.该电池工作时,有关说法正确的选项是(2NaCl+2HO2NaOH+HA.铝罐将逐渐被腐蚀_8 .石墨颗粒和炭棒上发生的反响为：O2+4e-2O-C.炭棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后炭棒和石墨颗粒的质量会减轻8.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气(T+CLT),铅蓄电池放电时发生如下反响：负极Pb-2e+SG2-PbSO;

14、正极PbGMHf+Sb+ZePbSO+2HoD.0.20今假设制得Cl20.050摩,这时电池内消耗的HSO的物质的量至少是(A.0.025molB.0.050molC.0.10molmol9 .甲醇燃料电池工作原理如图,以下说法不正确的选项是(A.盐桥中的K+向负极移动B.负极电极反响方程式为：CHOH-6e+8O4CO§+6HOC.每消耗1mol甲醇,需消耗33.6L标况下的氧气D.正极烧杯中溶液p田曾大10 .熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用LizCQ和Na2CC3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CQ的混合气体为阴极助燃气,制得在650c下工作的燃料电池,负极反响式：2CO+2CO2-4e-=4CO,正极反响式：电池总反响式：.11 .ZnMnOF电池应用广泛,其电解