1.3.2 化学电源 教学案
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1、第 2 课时 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 =Zn2 Zn2OH 2e =ZnOH 2O电极反应 正极 2NH 2e =2NH3H 2 4 MnO22H 2O2e =Mn(OH)22OH 电池反应Zn2NH 4Cl=ZnCl22NH 3H2ZnMnO 2H 2O=ZnOMn(OH) 2(2)铅蓄电池电极材料Error!电解
2、质溶液:30%H 2SO4溶液原理。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 石墨电极材料电解质 磷酸等酸性溶液 KOH 溶液负极 2H24e =4H 2H24OH 4e =4H2O电极反应 正极 O24H 4e =2H2O O22H 2O4e =4OH电池反应 2H2O 2=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“”。)
3、(1)手机、电脑使用的电池为一次电池。( )(2)酸性锌锰干电池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:H 22e =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Zn2OH 2e =ZnOH 2O。(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 H22OH 2e =2H2O。2下列电池属于一次电池的是( )A锌锰
4、干电池 B铅蓄电池C锂电池 D氢氧燃料电池A 铅蓄电池、锂电池属于二次电池;氢氧燃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: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:PbO 2;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:PbO 2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
5、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( )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 “”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 2PbSO42H 2O PbO2Pb2H 2SO4。下列对铅蓄电放 电 充 电池的说法错误的是( )A需要定期补充硫酸B放电时 Pb 是负极,PbO 2
6、是正极C放电时负极上发生的反应是 Pb2e SO =PbSO424D放电时电解质溶液的密度减小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 ,Pb 2 与溶液中的 SO 结24合生成 PbSO4,电极反应式为 PbSO 2e =PbSO4,C 项正确;放电时,H 2SO4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。2LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于
7、电动汽车。电池反应为 FePO4Li LiFePO4。下列有关 LiFePO4电池的说法正确的是( )放 电 充 电A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 =FePO4Li D在该电池的放电过程中,电池正极的质量逐渐减少C H 2SO4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
8、(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 COH 22CO 4e =H2O3CO 2。232电极 B 上的电极反应式如何书写?提示 O 22CO 24e =2CO 。233电池总反应式如何书写?提示 COH 2O 2=CO2H 2O。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 2H2O 2=
9、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 O22H 2O4e =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 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 O24H 4e =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
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