2019-2020年高中化学 化学电源教案 新人教版选修4

2019-2020年高中化学 化学电源教案 新人教版选修4 【学习目标】 1、了解常见电源，认识化学能转化为电能的实际应用 2、理解常见化学电源工作原理，初步掌握部分化学电源电极反应式和电池反应方程式的书写
【学习过程】一 个体自研
复习回顾：1、写出以下原电池的电极反应式和总反应式。

2、归纳如何判断原电池的负极？（口述）
3、简要说明盐桥在原电池中的作用。

阅读自测：
一、化学电池
1．电池的分类
化学电池
化学能转变为电能⎩⎪⎨⎪⎧ 一次电池：如普通锌锰干电池、 碱性锌锰电池、银锌钮扣电池二次电池：如铅蓄电池等燃料电池：如氢氧燃料电池
2．一次电池与二次电池的不同点
(1)一次电池的活性物质(发生 的物质)消耗到一定程度就不能使用了，如普通的锌锰干电池、碱性锌锰干电池。

(2)二次电池又称充电电池或蓄电池。

放电后可以再充电使活性物质获得再生。

这类电池可以多次重复使用，如 等。

二 师生共研
二、常见电池
1、碱性锌锰干电池
已知碱性锌锰干电池总反应为：Zn + 2 MnO 2 + 2 H 2O = 2 MnOOH
+ Zn(OH)2，
写出电极反应：
负极： 。

正极： 。

思考：为什么负极不写成Zn—2e-=Zn2+ ？
小结：
2、银锌纽扣电池
银锌纽扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，
电解质是KOH，写出电极反应。

负极：。

正极：。

总反应：。

3、铅蓄电池
铅蓄电池是由两组平行排列的栅状铅合金作为主架，
正极上覆盖PbO2，负极上覆盖Pb，电解质是硫酸。

总反应：Pb + PbO2 + 2H2O === 2PbSO4 + 2H2O
负极：。

正极：。

[问题思考]随着放电反应进行，硫酸浓度如何变化？
4、燃料电池
燃料电池是一类新型的电池，燃料电池根据电解质溶液一般分成碱性和酸性。

燃料电池的氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内，而是在工作是不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此，燃料电池能连续不断提供电能。

（1）氢氧燃料电池：
①酸性介质
负极：。

正极：。

总反应：。

②碱性介质
负极：。

正极：。

总反应：。

（2）甲烷燃料电池
注意：1、燃料电池一般燃料作负极，氧气作正极 2、甲烷、乙醇等燃料电池一般酸性介质产生CO 2,碱性介质产生CO 32-或HCO 3
- 5、海水电池
1991年我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯，它以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝氧化而不断产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的光，其能量比干电池高20~50倍。

电极反应为：
负极： 。

正极： 。

总反应：4Al+ 3O 2+6H 2O = 4Al （OH ）3
实战演练：
1、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
2、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甲烷和氧气，发生的反应类似于甲烷的燃烧。

有关此电池的推断正确的是（ ）
A.通甲烷的电极为负极，电极反应式为：CH 4+10 OH ——8 e — = CO 32—+7H 2O
B.通O 2的电极为负极，电极反应式为：O 2+2H 2O+4 e — = 4 OH —
C.放电一段时间后，KOH 的物质的量浓度不变
D.放电一段时间后，KOH 的物质的量浓度减小
3、蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。

下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
Fe ＋NiO 2＋2H 2O Fe(OH)2＋Ni(OH)2
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( )
A ．放电时，Fe 是负极，NiO 2是正极
B ．蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中
C ．放电时，负极上的电极反应为Fe ＋2OH －－2e －===Fe(OH)2
D ．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动
4、．LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反应为FePO 4＋Li LiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li ＋
导电固体为电解质。

下列有关LiFePO 4电池说法正确的是( )
A ．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B ．放电时电池内部Li ＋向负极移动
C ．充电过程中，电池正极材料的质量增加
D ．放电时电池正极反应为：FePO 4＋Li ＋＋e －===LiFePO 4
5、某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。

该电池的总反应式为3Zn ＋2K 2FeO 4＋
放电
充电 放电
充电
8H 2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ，以下说法不正确的是( )
A ．放电时负极反应式为Zn －2e －＋2OH －===Zn(OH)2
B ．放电时正极反应式为FeO 2－4＋4H 2O ＋3e －===Fe(OH)3＋5OH －
C ．放电时每转移3 mol 电子，正极有1 mol K 2FeO 4被氧化
D ．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱
6、固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2－)在其间通过。

该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。

下列判断正确的是( )
A ．有O 2参加反应的a 极为电池的负极
B ．b 极的电极反应式为H 2－2e －＋O 2－===H 2O
C ．a 极对应的电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
D ．该电池的总反应式为2H 2＋O 2=====高温2H 2O 放电
充电。