2021年高中化学第4章第1节第2课时化学电源教案人教版必修一.doc

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2021_2022学年新教材高中化学第四章化学反应与电能第一节第2课时化学电源课件新人教版选择性必修

2021_2022学年新教材高中化学第四章化学反应与电能第一节第2课时化学电源课件新人教版选择性必修

可充电电池电极反应式的书写注意事项: 可充电电池放电时为原电池,充电时为电解池。 (1)原电池的负极发生氧化反应,充电时为阴极,发生还原反应,故放电时的负极 反应式与充电时的阴极反应式相反。 (2)原电池的正极发生还原反应,充电时为阳极,发生氧化反应,故放电时的正极 反应式与充电时的阳极反应式相反。
提示:通甲烷气体的电极a为负极,负极反应为CH4+4O2--8e-===CO2+ 2H2O,通空气的电极b为正极,正极反应为O2+4e-===2O2-。 ②当b极有22.4 L O2参加反应时,转移电子的数目是否为4NA?(宏观辨识与微 观探析)
提示:没有说明已知气体的温度和压强,所以不能确定O2的物质的量,所以该 说法错误。
O2+4e-+4H+===2H2O
2H2+4OH--4e-===4H2O
(4)优点 ①工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成 物不断地被排出。 ②能量转化率高(>80%),排放废物少。
【自主探索】 (1)可充电电池的放电反应和充电反应互为可逆反应吗? 提示:不是。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下发生的,不是可逆反 应。 (2)燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种导 电的非金属吗? 提示:不一定,如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt。
第2课时 化 学 电 源
必备知识·自主学习
一、化学电池 1.化学电池的分类及其特点
2.化学电池的优点 具有_能__量__转__换__效__率__高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护等优点。 3.判断电池优劣的主要标准 (1)比能量:_单__位__质__量__或__单__位__体__积__所能输出电能的多少。 (2)比功率:_单__位__质__量__或__单__位__体__积__所能输出功率的大小。 (3)电池的可储存时间的长短。 4.化学电池回收利用:废旧电池中含_重__金__属__、酸和碱等物质,应回收利用, 既减少污染,又节约资源。

人教版高中化学选择性必修第1册 第4章 化学反应与电能 第1节第2课时 化学电源

人教版高中化学选择性必修第1册 第4章 化学反应与电能 第1节第2课时 化学电源

试手强化 1.(双选)(学术探索情境)美国海军海底战事中心与麻省理工学院共同研制成功了用 于潜航器的镁-过氧化氢电池系统,其工作原理如图所示。以下说法中错误的是( BC )
A.电池的负极反应为:Mg-2e-===Mg2+ B.电池工作时,H+向负极移动 C.电池工作一段时间后,溶液的 pH 减小 D.电池总反应式是:Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O
A.电池工作过程中,KOH 溶液浓度降低 B.电池工作过程中,电解液中 OH-向负极迁移 C.负极发生反应 Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2 D.正极发生反应 Ag2O+2H++2e-===Ag+H2O
解析 由电池总反应为 Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2 可知,反应中 n(KOH) 不变,但电池反应消耗了 H2O,所以电池工作过程中,KOH 溶液浓度升高,故 A 错误; 电池工作过程中,电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以电解液中 OH-向负极迁移,故 B 正确;由电池总反应可知,Zn 失电子,发生氧化反应,为负极, 电极反应式为 Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,故 C 正确;氧化银得到电子,发生还原反 应,为正极,电极反应式为 Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,故 D 错误。
2.镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,因
而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为 xMg+
Mo3S4
放电 充电
MgxMo3S4,则镁电池放电时,下列说法错误的是(
C
)
A.Mg2+向正极迁移
B.正极反应式为 Mo3S4+2xe-===Mo3S24x- C.充电时,该电池的正极与电源的负极相连

2020-2021学年人教版新教材选择性必修一 第四章第一节 原电池(第2课时) 学案

2020-2021学年人教版新教材选择性必修一 第四章第一节 原电池(第2课时) 学案

第一节 原电池第2课时 化学电源学习目标 核心素养1.了解常见化学电源的工作原理。

2.了解新型化学电源的工作原理。

1.通过对常见化学电池的分析,培养证据推理与模型认知的能力。

2.通过认识新型化学电源的作用及废旧电池对环境的危害,形成科学态度与社会责任意识。

新课情境呈现现在,各种各样的电池特别多,像手电筒上用的干电池,手机上用的锂电池,汽车上用的蓄电池,还有新型环保公交车上的燃料电池等,种类繁多。

你知道化学电池是怎样分类的吗?电源是能够实际应用的原电池。

作为化学电源的电池有一次电池、可充电电池和燃料电池等。

一次电池只能放电不能充电,使用后即弃去,因此可能造成环境污染。

可充电电池也称为二次电池,可以反复充电和放电,是电池发展的一个重要方向。

课前素能奠基新知预习 一、化学电池化学电池是将__化学__能变成__电__能的装置。

1.化学电池的分类:化学电池⎩⎪⎨⎪⎧ __一次__电池(普通锌锰电池、碱性锌锰电池)__二次__电池(铅蓄电池) 燃料电池(氢氧燃料电池)2.判断电池优劣的主要标准:3.化学电池回收利用:废旧电池中含__重金属__和酸碱等有害物质,应回收利用,既减少污染,又节约资源。

二、一次电池一次电池的电解质溶液制成胶状,不流动,也叫做干电池。

一次电池不能充电,不能反复使用。

碱性锌锰电池与银锌电池比较种类特点碱性锌锰电池银锌电池基本构造负极:__Zn__ 负极:__Zn__ 正极:__MnO2__ 正极:__Ag2O__ 电解质:KOH 电解质:KOH工作原理负极反应__Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2____Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2__正极反应2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-__Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-__总反应Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O===Zn(OH)2+2Ag性能与适用范围比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高,适用于大电流和连续放电比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电1.构造:2.工作原理:铅蓄电池是最常见的二次电池,总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)3.铅蓄电池的优缺点:(1)优点:性能优良、价格低廉、安全可靠,可多次充放电;生产生活中使用广泛。

2024-2025学年新教材高中化学第四章化学反应与电能1.2化学电源教案新人教版选择性必修1

2024-2025学年新教材高中化学第四章化学反应与电能1.2化学电源教案新人教版选择性必修1
-监控预习进度:利用平台功能或学生反馈,监控学生的预习进度,确保预习效果。
学生活动:
-自主阅读预习资料:按照预习要求,自主阅读预习资料,理解化学电源的基本概念和工作原理。
-思考预习问题:针对预习问题,进行独立思考,记录自己的理解和疑问。
-提交预习成果:将预习成果(如笔记、思维导图、问题等)提交至平台或老师处。
-讲解知识点:详细讲解原电池和电解池的工作原理,结合实例帮助学生理解。
-组织课堂活动:设计小组讨论、实验等活动,让学生在实践中掌握化学电源的相关知识。
-解答疑问:针对学生在学习中产生的疑问,进行及时解答和指导。
学生活动:
-听讲并思考:认真听讲,积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动:积极参与小组讨论、实验等活动,体验化学电源知识的应用。
-提问与讨论:针对不懂的问题或新的想法,勇敢提问并参与讨论。
教学方法/手段/资源:
-讲授法:通过详细讲解,帮助学生理解化学电源知识点。
-实践活动法:设计实践活动,让学生在实践中掌握化学电源技能。
-合作学习法:通过小组讨论等活动,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
作用与目的:
-帮助学生深入理解化学电源知识点,掌握相关技能。
然而,我也发现自己在教学过程中存在一些问题。例如,在讲解电子转移过程时,我发现部分学生对电子如何在物质间传递的理解存在困难。为了改进这一点,我计划在未来的教学中,通过更直观的演示和实验操作,帮助学生更好地理解电子转移过程。
其次,在教学管理上,我努力营造一个积极、互动的课堂氛围,鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动。通过小组讨论和实验操作,学生能够更好地理解化学电源的知识,同时也培养了学生的团队合作意识和沟通能力。
核心素养目标
本节课旨在培养学生的科学探究与创新意识,通过学习化学电源的相关知识,使学生能够:

4.1.2原电池教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

4.1.2原电池教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能第一节原电池第2课时常见的化学电源【教材分析】本节内容选自人教版选修四第四章电化学,第一节《原电池》,本节课本第二课时重点介绍了生活中常见的一次电池碱性锌锰干电池和二次电池铅蓄电池,又以资料卡片的形式展示了“锂离子电池”。

作为技术已经成熟的普遍使用的电池,理应让我们的学生掌握原理。

也体现了化学服务于生活,创造美好生活的理念。

【学情分析】学生在知识储备上,通过上节课对原电池原理的整合,对电子的移动、离子的移动以及电极反应的书写没有问题;在能力水平上,具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力;在心理特点上,他们有强烈的好奇心和求知欲,有利于新知识的学习。

而且,本节内容紧密联系实际,学生学习兴趣浓厚,具备了主动探究的原动力。

存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象,对于复杂陌生物质的变化、对含有未知数的方程式的配平会感觉很吃力。

【教学目标】1.知道化学电源的分类方法。

2熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。

【核心素养目标】1.科学探究与创新意识:通过以电池的发展史为路线学习生活中的电源,培养探究创新意识。

2.科学态度与社会责任:认识废旧电池的危害,树立环保意识,培养社会责任感。

3.证据推理与模型认知:根据氧化还原反应模型及配平原则进行电极反应式的书写【教学重难点】1.重点:化学电池的工作原理2.难点:掌握几种典型化学电池的电极反应【教学方法】讲授法、历史情境教学法、讨论法、练习法【教学过程】原电池是各种化学电源的雏形,从原电池到化学电源经历了24年的时间普通锌锰干电池1.一次电池又叫干电池2.普通锌锰干电池的总反应Zn+2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2OPb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4+2H2O铅电极与电源负极接,氧化铅电极与电源的正极接比能量:单位质量输出的电能从铅蓄电池到锂离子电池经历了一百多年征程。

还有哪些新电池呢?下节课继续学习【板书设计】第一节原电池第2课时教学设计一、一次电池)(干电池)普通锌锰干电池负极:正极:碱性锌锰干电池负极:正极:二.二次电池(可充电电池)铅蓄电池:放电时负极:充电时阴极:正极:阳极:离子电池:【教学反思】本节课是历史情境为主线,从开始的普通锌锰干电池逐步介绍到锂离子电池,逐步锻炼学生书写电极反应方程式的能力,逐步掌握书写电极反应式的方法。

高中化学选择性必修第一册第4章第一节第2课时化学电源

高中化学选择性必修第一册第4章第一节第2课时化学电源

第2课时化学电源[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知:通过对常见化学电源的分析,建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。

2.科学态度与社会责任:增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。

积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。

一、化学电源概述一次电池1.化学电源概述(1) 化学电源的分类原电池是化学电源的雏形,常分为如下三类:①一次电池:也叫做干电池,放电后不可再充电。

②二次电池:又称可充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。

③燃料电池:连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。

(2)判断电池优劣的主要标准①比能量:单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位是(W·h)·kg-1或(W·h)·L-1。

②比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位是W·kg-1或W·L-1。

③电池可储存时间的长短。

(3)化学电池的回收利用使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。

废弃电池要进行回收利用。

(4)化学电源的发展方向小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。

如镍氢电池、锂离子电池等。

2.一次电池:锌锰干电池普通锌锰干电池碱性锌锰干电池示意图构造负极:锌正极:石墨棒负极反应物:锌粉正极反应物:二氧化锰电解质溶液:氯化铵和氯化锌电解质溶液:氢氧化钾工作原理负极:Zn-2e-+2NH+4=Zn(NH3)2+2+2H+正极:2MnO2+2H++2e-=2MnO(OH)总反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2(1)干电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池、中性电池(√)(2)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池(√)(3)废电池须进行集中处理的目的是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染(√)(4)铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大(×)(5)燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点(√)(6)锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,比能量大(√)1.已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。

高中化学选择性必修一第4章第1节化学电源 教案

高中化学选择性必修一第4章第1节化学电源 教案

人教版(2019)选择性必修1 第四章化学反应与能量第一节课时2 化学电源教学设计1、了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2、掌握常见化学电源的电极反应式和总方程式。

重点:化学电池的工作原理;燃料电池电极反应式的书写难点:掌握几种典型化学电池的电极反应一、导入新课在日常生活中,你用过那些电池?你知道电池的其它应用吗?干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池,电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等,那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。

二、新课讲授【师】化学电池的分类与优劣1、化学电池的分类及其特点一次电池:活性物质消耗到一定程度,就不能使用,如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池。

二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,如铅蓄电池、镍镉电池。

燃料电池:燃料失电子,氧化剂得电子,如氢氧燃料电池。

【提问】我们在日常生活中用到的电池多是二次电池,那么化学电池有什么优点呢?【学生】具有能量转换效率高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护等优点。

【师】如何判断电池优劣呢?【总结】(1)比能量:单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

(2)比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

(3)电池的可储存时间的长短。

【师】化学电源的分类及工作原理1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)(1)组成。

正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。

(2)工作原理负极反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极反应:2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。

(3)特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电。

2.二次电池(以铅蓄电池为例)(1)组成:负极:Pb;正极:PbO2;电解质:H2SO4溶液。

(2)工作原理①放电过程负极:Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s)(氧化反应);正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)+2e-=== PbSO4(s)+2H2O(l);总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)。

教学设计2:4.1.2 化学电源

教学设计2:4.1.2 化学电源

第一节原电池第2课时化学电源一.教材分析通过以前章节的学习,学生已经掌握了能量守恒定律、化学反应的限度、化学反应进行的方向和化学反应的自发性、以及原电池的原理等理论知识,为本节的学习做好了充分的理论知识准备。

化学电源是依据原电池原理开发的具有很强的实用性,和广阔的应用范围的技术产品。

本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展,将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来,帮助学生进一步的深入认识化学电源。

现代科技的飞速发展也带动了电池工业的进步,各种新型的电池层出不穷。

教材选取具有代表性的三大类电池,如生活中最常用的一次电池(碱性锌锰电池)、二次电池(铅酸蓄电池)、和在未来有着美好应用前景燃料电池。

简介了电池的基本构造,工作原理,性能和适用范围。

同时向学生渗透绿色环保的意识。

二.教学目标1.知识与技能(1)复习原电池的化学原理,掌握形成原电池的基本条件。

(2)常识性介绍日常生活中常用的化学电源。

并能从电极反应的角度认识常见电源的化学原理。

2.过程与方法(1)通过拆分干电池和学会自制简易电池培养学生观察能力与分析思维能力,并通过了解电池的化学组成而增强环保意识。

(2)通过化学化学电源的使用史实引导学生以问题为中心的学习方法。

学会发现问题、解决问题的方法。

加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。

3.情感态度价值观(1)通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是勇于创新的科学态度。

(2)激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

(3)体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

三.教学重点一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理,性能及其应用。

四.教学难点化学电源的结构及电极反应的书写。

五.教学方法原理讲解法、分析归纳法、理论联系实际。

六.课时安排1课时七.教学过程特点?【随堂练习】1.下列说法中,不正确的是()A.化学电源是将化学能转变成电能的装置B.化学电源的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电源供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小,使用方便,易于维护D.废旧电池可以随意丢弃2.普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2NH+4===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O。

2021新教材高中化学第四章化学反应与电能 教案 人教版选择性必修1

2021新教材高中化学第四章化学反应与电能  教案 人教版选择性必修1

第一节原电池原理1、以锌铜原电池为例,理解原电池的工作原理。

2、学会判断原电池的正、负极。

3、掌握原电池反应方程式和电极反应式的书写。

重点:原电池的工作原理;电极反应式的书写难点:原电池的工作原理;电极反应式的书写一、导入新课电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。

例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。

那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?二、新课讲授【师】铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家——伏打留给我们的历史闪光点!【实验4-1】【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【师】一.原电池的概念、实质和构成条件【提问】在原电池装置中锌发生怎样的化学变化?【学生】Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】为什么会产生电流呢?【回答】其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。

显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。

所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

【师】实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能的形式释放。

【学生】计算【提问】在锌铜原电池中哪种物质失电子?哪种物质得到电子?【学生】活泼金属锌失电子,氢离子得到电子【提问】导线上有电流产生,即有电子的定向移动,那么电子从锌流向铜,还是铜流向锌?【学生】锌流向铜【讲解】当铜上有电子富集时,又是谁得到了电子?【学生】溶液中的氢离子【讲解】整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

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第2课时化学电源发展目标体系构建1.知道化学电源的分类方法。

2.熟悉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。

一、化学电源1.概念化学电源是将化学能变成电能的装置。

2.分类3.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位(W·h)/kg或(W·h)/L。

(2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的多少,单位W/kg或W/L。

(3)电池的可储存时间的长短。

二、一次电池1.一次电池随着使用,一次电池中能发生氧化还原反应的物质被消耗,当这些物质消耗到一定程度时,电池就不能继续使用了。

一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫做干电池。

2.碱性锌锰电池(1)构造:碱性锌锰电池的构造示意图(2)组成:正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。

(3)工作原理:负极:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2。

碱性锌锰电池比普通锌锰电池有哪些优良性能?[提示] 比能量和可储存时间均有所提高,适用于大电流和连续放电。

三、二次电池铅蓄电池是常见的二次电池,其放电反应和充电反应表示如下:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)(1)负极是Pb,正极是PbO2,电解质溶液是硫酸溶液。

(2)放电反应原理①负极反应式是Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s);②正极反应式是PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l);③放电过程中,负极质量的变化是增大,电解质溶液pH的变化是增大。

(3)充电反应原理①阴极(发生还原反应)反应式是PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO2-4(aq);②阳极(发生氧化反应)反应式是PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4 (aq);③充电时,铅蓄电池正极与直流电源正极相连,负极与直流电源负极相连。

四、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。

2.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2H2-4e-===4H+O2+4H++4e-===2H2O中性2H2-4e-===4H+O2+2H2O+4e-===4OH-碱性2H2-4e-+4OH-===4H2O O2+2H2O+4e-===4OH-燃料电池的燃料除氢气外,还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体。

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CH3OH,其最终产物是H2O、CO2-3,负极反应式是2CH3OH-12e-+16OH-===2CO2-3+12H2O;正极反应式是3O2+6H2O+12e -===12OH-;总反应式是2CH3OH+3O2+4OH-===2CO2-3+6H2O。

燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种导电的非金属吗?[提示] 不一定,如氢氧燃料电池的正负极均为Pt。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)太阳能电池不属于原电池。

(√ )(2)二次电池充电时,充电器的正极接二次电池的正极。

(√)(3)铅蓄电池放电时的负极发生还原反应。

(×)(4)Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料。

(√)2.关于铅蓄电池的说法中正确的是( )A.在放电时,正极发生的反应是:Pb+SO2-4===PbSO4+2e-B.在放电时,该电池的负极材料是铅板C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时,阳极发生的反应是:PbSO4+2e-===Pb+SO2-4B [A项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为:PbO2+4H++SO2-4+2e-===PbSO4+2H2O;C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大;D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。

] 3.“神舟九号”飞船的电源系统共有3种,分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。

(1)飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板将________能转化为________能,除供给飞船使用外,多余部分用镉镍蓄电池储存起来。

其工作原理为Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2充电时,阳极的电极反应式为____________________;当飞船运行到阴影区时,镉镍蓄电池开始为飞船供电,此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)紧急状况下,应急电池会自动启动,工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为____________。

[解析] 阳极是失电子发生氧化反应的一极,Ni(OH)2为阳极;放电时负极反应为Cd-2e -+2OH-===Cd(OH)2,溶液的碱性减小。

[答案] (1)太阳电Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2O 减小(2)Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2二次电池的充放电分析(素养养成——宏观辨识与微观探析)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池可长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。

[问题1] 写出该电池放电时的负极反应式。

[提示] 放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2。

[问题2] 根据该电池的总反应分析电池工作时,正极附近溶液的pH怎样变化?[提示] 放电时正极附近生成OH-,碱性增强,pH变大。

[问题3] 给该电池充电时应该怎样连接电极?[提示] 充电时该电池的正极接外接电源正极,负极接外接电源负极。

充电电池充电、放电的原理(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电),又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。

需要注意的是充电和放电的反应不互为逆反应。

(2)充、放电时各电极上发生的反应(3)充电电池电极反应式的书写充电时阴极(或阳极)的电极反应式与该电池放电时负极(或正极)的电极反应刚好相反。

例如,铅蓄电池充电、放电的过程如图所示。

注意书写铅蓄电池电极反应式时一定要考虑电解质溶液,放电时两极生成的Pb2+和电解质溶液中的SO2-4不能共存,Pb2+与SO2-4结合生成PbSO4沉淀,因此将负极反应式写成Pb-2e-===Pb2+是错误的,应写成Pb+SO2-4-2e -===PbSO4。

1.爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列对该蓄电池的推断错误的是( )①放电时,Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应②放电时,电解质溶液中的阴离子向正极移动③放电时,负极上的电极反应式为Fe+2H2O-2e-===Fe(OH)2+2H+④该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中A.①②B.②③C.①③D.③④B [①Fe元素化合价由0价变为+2价、Ni元素化合价由+4价变为+2价,则Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应,正确;②放电时,电解质溶液中的阴离子向负极方向移动,阳离子向正极移动,错误;③放电时,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-+2OH -===Fe(OH)2,错误;④由方程式可知此电池为碱性电池,反应方程式时不能出现H+,只能浸在碱性电解质溶液中,正确。

]2.镍­镉电池是一种可充电的“干电池”,使用寿命长达10~15年。

其总反应为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。

下列说法不正确的是( )A.放电时,负极发生了氧化反应,反应为Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2B.充电时,阳极反应为Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2OC.电池工作时,负极区pH增大,正极区pH减小D.该电池充电时将电能转化为化学能C [由电池总反应可知:放电时负极反应式为Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2,负极区OH-浓度减小,pH减小;放电时正极反应式为NiOOH(s)+H2O+e-===Ni(OH)2(s)+OH-,正极区OH-浓度增大,pH增大;充电时阳极反应式与放电时的正极反应式相反,即Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2O;二次电池放电时化学能转化为电能,充电时电能转化为化学能。

]燃料电池电极反应式的书写方法(素养养成——证据推理与模型认知)一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。

现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,其总反应式为2CO+O2===2CO2。

[问题1] 判断该电池的正极、负极情况?[提示] 由电池的总反应式2CO+O2===2CO2可知,通CO的一极为电池负极,通O2的一极为电池正极。

[问题2] 你能写出该电池的正极反应式和负极反应式吗?[提示] 负极的电极反应式为2CO+2CO2-3-4e-===4CO2,正极的电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO2-3。

燃料电池电极反应式的书写方法电池的负极一定是可燃物,有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则,燃料失电子发生氧化反应,电池的正极多为氧气或空气得电子,发生还原反应,特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。

可根据电荷守恒来配平电极反应式。

如乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法。

第一步:确定生成物。

乙醇燃烧生成CO2和H2O,其中CO2与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O,故生成物为K2CO3和H2O。

第二步:确定价态的变化及转移电子数。

乙醇(C2H6O)中碳元素的化合价为-2,CO2-3中碳元素的化合价为+4,故1 mol乙醇完全反应失去2×[4-(-2)]=12 mol电子。

第三步:列出表达式。

C2H5OH+OH--12e-―→CO2-3+H2O。

第四步:确定电极反应式中各物质的化学计量数。

由碳原子守恒确定CO2-3的化学计量数为2,由电荷守恒确定OH-的化学计量数为16。

(注:失去12个电子,相当于带12个单位正电荷)再由氢原子守恒确定H2O的化学计量数为11,故负极反应式为C2H5OH+16OH--12e-===2CO2-3+11H2O。

3.如图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。

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