鲁科高中化学四化学电源（导学案）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1—3-2化学电源【学习目标】1.了解化学电源的分类方法。2。了解几种常见化学电源的组成和工作原理.3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法。【学习重难点】学习重点：常见化学电源的组成和工作原理学习难点：常见化学电源的组成和工作原理【自主预习】1．原电池的设计与判断（1）依据Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑设计原电池，可选用作负极，作正极，用导线连接后，置于电解质溶液中。（2）若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池?。若能，请写出电极反应式,负极为;正极为。(若不能,后两空不填）(3)若(2）题中电极材料选铜和铁,则负极反应式为,正极反应式为，其电池总反应的离子方程式为。2．回答下列问题：（1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因：.(2）实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时，常加入少量的硫酸铜溶液的原因是。（3)有三种金属片a、b、c，用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜溶液中，a质量减小，b质量增加；用导线将a、c连接浸泡在稀硫酸中，c不断溶解，a有气泡产生。由此判断三种金属的活动性顺序是。【预习检测】1．下列说法错误的是（)A．依据原电池的原理设计出了化学电源B．原电池是化学电源的雏形C．判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源2．下列说法中,不正确的是(）A．化学电池是将化学能转变成电能的装置B．化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C．化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护D．废旧电池可以随意丢弃合作探究探究活动一：化学电池化学电池是将的装置。其种类很多，常分为以下三类。请你举出生活中常见的电池，并将其分类填入下表：种类特点(分类依据)实例一次电池二次电池燃料电池［归纳总结]化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源,分为一次电池、二次电池（可充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有和酸、碱等有害物质，随处丢弃会给、等造成严重的污染。所以废弃电池要进行回收利用.【学以致用】1．下列说法正确的是(）A．碱性锌锰电池是二次电池B．铅蓄电池是一次电池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大量储存在电池内部2．下列有关电池的说法不正确的是（）A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极探究点二常见的化学电池1．一次电池(1）碱性锌锰干电池是一种常用的一次电池，其负极是,正极是,电解质溶液是溶液.①负极反应式：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，②正极反应式：MnO2＋2H2O＋2e－=Mn（OH）2＋2OH－，③总反应式：Zn＋MnO2＋H2O=Mn(OH）2＋ZnO。(2）锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式Zn＋Ag2O＋H2O=Zn（OH）2＋2Ag判断：①负极是，其依据是。②正极反应式是,反应类型是。2．二次电池铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是，正极是，电解质溶液是。已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o（,\s\up7(放电）,\s\do5(充电))2PbSO4＋2H2O（1)请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极：；正极：。(2）铅蓄电池充电时，发生氧化反应的物质是，其电极反应式是；发生还原反应的物质是,其电极反应式是.（3)放电过程中，电解质溶液的pH变化是，理由是。3．燃料电池（1)氢氧燃料电池用Pt作电极,不断充入燃料（H2）和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2=2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应介质负极反应式正极反应式酸性中性碱性（2)燃料电池的燃料除氢气外，还有、、、氨气、肼等气体或液体。若用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲醇（CH3OH)和氧气,发生原电池反应。在负极发生氧化反应的是，其产物最终是，负极反应式是；正极反应式是；总反应式是.[归纳总结]1．常见化学电池的比较(1）一次电池：活泼金属作负极，参与电极反应，放电完成后，不能再使用。（2)二次电池：两电极都参与电极反应，可充电、放电，循环使用。（3)燃料电池：两电极都不参与电极反应，不断充入的物质分别在两极发生反应，可连续使用。2．书写化学电池中电极反应式注意的问题（1）正确判断出化学电池的负极和正极，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能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,无论该离子是强电解质提供的,还是弱电解质提供的，一律写离子符号。（4)书写二次电池的电极反应式时,要注意判断充电方向与放电方向。放电时的电极反应式倒过来即为充电时的电极反应式（注意电子的得失)。【学以致用】3．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OAg2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是（）A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极C．Zn是负极,Ag2O是正极D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应4．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3）＋12H2O、7H2O＋eq\f(7，2)O2＋14e－=14OH－,有关此电池的推断正确的是（）A．通氧气的电极为负极B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D．电解质溶液中，COeq\o\al（2－,3)向正极移动5．用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池,该电池放电时发生的反应为CH4＋2KOH＋2O2=K2CO3＋3H2O，下列说法错误的是()A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极B．放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高C．放电一段时间后,KOH的物质的量不发生变化D．通甲烷极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O【学习小结】【巩固练习】1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O（l）=Zn（OH）2(s)＋Mn2O3（s)。下列说法中，错误的是（)A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O（l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量减少6。5g2．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O,下列结论正确的是（）A．Pb为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小C．SOeq\o\al(2－，4）只向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大3．我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流.电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH）3，下列说法不正确的是（）A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用4．(1)今有反应2H2＋O2eq\o（=，\s\up7(KOH)）2H2O，要构成燃料电池，则负极通入的应是____________，正极通入的应是_____________________________________________________，电极反应式分别为__________________________________________________、________________________________________________________________________.（2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液,则电极反应式分别为__________________、________________________________________________________________________。（3)上述(1)和(2)的电解质溶液不同，反应进行后,(1)中溶液pH变________（填“大"或“小”,下同),（2）中溶液pH变________.(4)如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，则电极反应式分别为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】1．（1）铁片，铜片（或石墨）,稀硫酸（2）能.Cu－2e－=Cu2＋;2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋。(3)Fe－2e－=Fe2＋,2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋,Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。2．（1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀.（2)锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4，Cu2＋被锌置换出来，生成的单质Cu附着在锌的表面，此时会发生原电池反应,锌为负极，使反应速率加快。（3）c〉a〉b.【预习检测】1。C2.D【合作探究】探究活动一:化学能转化电能种类特点(分类依据)实例一次电池放完电以后不能再使用普通锌锰电池、碱性锌锰电池二次电池充电、放电可循环进行铅蓄电池、镍氢电池燃料电池可通过不断充入还原剂、氧化剂,连续使用氢氧燃料电池、CH4燃料电池[归纳总结]汞、镉、铬、铅等大量的重金属，土壤，水源【学以致用】1。C2。B探究活动二1．（1）Zn,MnO2，KOH（2)①Zn，在总反应式中锌元素化合价升高，失去电子，锌为负极。②Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－,还原反应.2．Pb，PbO2，硫酸溶液（1）Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=