高中化学鲁科版有机化学基础第二章官能团与有机化学反应烃的衍生物 全国公开课

第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源基础知识一、干电池干电池是一种电池，放电后不能再充电。（1）锌锰电池负极：，电极反应：正极：电极反应：2NHeq\o(\s\up0(+),\s\do0(4))＋2e－=2NH3＋H2H2＋2MnO2=Mn2O3＋H2O电解质：NH4Cl（2）碱性锌锰电池：将锌锰干电池的电解质换成湿的，并在构造上作了改进。二、充电电池充电电池又称电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以______进行，使电池恢复到放电前的状态。（1）铅蓄电池：正极材料为，负极材料为，电解质为。负极反应：。正极反应：。蓄电池充电和放电时的总反应式。（2）镍镉电池①组成负极材料：；正极材料：；电解质溶液：。②电极反应式：负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2正极：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O=2Ni(OH)2＋2OH－（3）锂电池锂作负极，其他导体作正极，锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功能耗电器的主流电源。负极反应式为Li－e－=Li+。锂电池质量轻，污染少，被称为绿色电池。三、燃料电池（1）原理：利用原电池的工作原理将和反应所放出的直接转化为。（2）与其他电池的区别反应物由外设装备提供和等。（3）氢氧燃料电池电池总反应式：。①电解质溶液为盐酸时：负极：，pH。正极：，pH。总的溶液被稀释，pH。②电解质溶液为KOH溶液时：负极：，pH。正极：，pH。总的溶液被稀释，pH。（4）甲烷氧气燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。负极：正极：电极总反应式：。典例导析【例1】市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+

的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li＋充电放电，下列说法不正确充电放电A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－=Li+B．充电时，既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li+向负极移动【例2】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2，下列说法中不正确的是（）A.原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB.负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2C.工作时，负极区溶液酸性增强，正极区碱性增强D.溶液中OH－向正极移动，K+、H+向负极移动、课堂巩固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.氢氧燃料电池可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.锌片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，碳棒：EQ\F(

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,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－。据此判断，锌片为（）A.正极，被还原B.正极，被氧化C.负极，被还原D.负极，被氧化3.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电极的电极反应为4OH－=2H2O＋O2＋4e－C.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和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置4.某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：()实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c6.上海世博会期间，在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个1∶20飞机燃料电池的模型。燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为2H2＋O2=2H2O，电解液为KOH溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把________能直接转化为__________能，而不用经过________能这一中间形式。(1)下列有关氢氧燃料电池的叙述中正确的是()A．此电池能发出蓝色火焰B．氢气为正极，氧气为负极C．因为生成水，所以工作时溶液的碱性越来越强D．负极上氢气失电子，发生氧化反应；正极上氧气得电子，发生还原反应(2)该电池所产生的水可以作为饮用水。现欲制得常温下1L水，则电池内转移电子的物质的量为________。A．×10－3molB．×10－2molC．×102molD．×103mol晨记关键知识点1．电极反应方程式的书写方法(1)负极反应式的书写①活泼金属作负极(电极材料本身反应)生成的阳离子与电解质溶液不反应时：M－ne－=Mn＋。若生成的阳离子与电解质溶液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解质溶液反应的反应式”叠加写出。②燃料电池(电极材料本身不反应)H2—O2(H2SO4)燃料电池负极反应式：H2－2e－=2H＋。H2—O2(KOH)燃料电池负极反应式：H2－2e－＋2OH－=2H2O⇒H2－2e－=2H＋；2H＋＋2OH－=2H2O。(2)正极反应式的书写①首先判断在正极反应的物质当负极材料与电解质溶液能反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解液中的某种粒子。当负极材料与电解质溶液不反应时，在正极上发生电极反应的是溶解在电解液中的O2。燃料电池中正极反应的物质是作氧化剂的物质。②根据具体情况书写正极反应式(也要考虑是否与电解液反应)H2—O2(H2SO4)的正极反应式：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。H2—O2(KOH)的正极反应式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。2．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，提供该离子的电解质无论电离难易如何，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)。答案基础知识：略典例导析：【例1】根据锂离子电池的电池反应式为：Li+，可知，放电时，Li的化合价升高，被氧化，为原电池的负极，负极的电极反应式：Li-e-=Li+；充电时，反应逆向进行，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，也可根据的Ni的氧化数由升高到，被氧化，部分Li+还原为Li，判断出充电时，既发生氧化反应又发生还原反应；由于Li可以与水反应，故应为非水材料；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．

【解析】

A、放电时，负极反应：Li-e-═Li+；正极反应：+e-+Li+═，故A正确；

B、充电时，的Ni的氧化数由升高到，被氧化，部分Li+还原为Li，故B正确；

C、Li很活泼，会与水反应，不能用水溶液，故C正确；

D、Li+向正极移动，故D错误；

故选：D．【例2】【解析】根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn（OH）2分析化