人教版 高一化学必修二第二章第二节化学能与电能 教案
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教材习题点拨
教材问题
【思考与交流1】
在你的生活和学习中,或你了解的范围里,还有哪些需要使用电池的产品或器具?各使用什么样的电池?
答案:手电筒、遥控器、收音机等用的都是干电池,手机、手提电脑等用的是可充电电池,航天飞行器用的是燃料电池等。
【学与问】
根据你所了解的电学知识,你知道电子是怎样流动的吗?你如何判定装置的正、负极?
答案:在电学中,电流的方向与电子流动方向相反。输出电流的一极是电源的正极,而流入电流的一极是电源的负极。在原电池中,电子从原电池的负极流出,经过导线流入原电池的正极。原电池两极的判断方法:活泼金属→发生氧化反应→向外电路提供电子→为原电池的负极;不活泼金属(或石墨)→发生还原反应→接受外电路提供的电子→为原电池的正极。
【思考与交流2】
通过以上实验和探究,试说明化学电池应由哪几部分构成,各起什么作用?
答案:原电池的组成条件可以简单地概括为:两极一液一连线。具体是:
①有两种活动性不同的金属(或能导电的非金属单质)作电极。
②电解质溶液。作反应介质,提供离子移动。
③两极相连形成闭合电路。
【思考与交流3】
锌锰干电池即使不用,放置过久,也会失效(作为电解质的糊状NH4Cl显酸性),为了充分而有效地利用锌锰干电池,在购买、保存和使用方面你有何经验与建议?请与同学交流分享。
答案:锌锰干电池与我们的生活联系十分密切,几乎每个人在生活中都使用过锌锰干电池。不要将买来的新电池放置过久,要随买随用,在使用时不要新旧混用,以保持电池的使用寿命,用完的废旧电池要放到指定的回收站,不要随处乱扔。
【思考与交流4】
充电电池与一次电池相比有何优点?如何科学合理地使用充电电池?请与同学讨论、交流。
答案:充电电池比一次电池更经久耐用,更方便实惠,可以节约资源,减少废电池的处理量。要购买合格产品,使用时要合理充电,不使用时要从电器中取出,密封贮放于干燥处。
教材习题
1.氧化还原反应化学电负氧化正还原导电
2.(1)B(2)C(3)D(4)B>A>C>D
点拨:由①知,B作负极,活动性B>A;由②知,正极发生还原反应,C作负极,活动性C>D;由③知,电子由负极流向正极,A为负极,活动性A>C,故活动性B>A>C>D,B、D组成原电池,B作负极,D作正极,D上有气泡产生。
3.B点拨:电池的反应原理就是氧化还原反应,二次电池充电时的电极反应式正好是放电时电极反应式的逆反应,A、C均正确;理论上充电电池可以无限制地反复放电、充电,但实际上由于制造工艺等方面存在不足,所以充电电池的充放电次数仍有限制,B错误;在使用时,为了防止电池放电,较长时间不使用电器时,最好从电器中取出电池,D正确。
4.C点拨:判断是否能形成原电池应从三个方面入手:①看两电极材料活泼性是否不同,四个选项均符合;②看能否形成闭合回路,如C选项蔗糖不导电不能形成闭合回路,所以选项C不能。
5.D点拨:由电极反应式判断正负极,看得失电子,H2失电子被氧化,作负极,A正确;两电极反应式相加可知B正确;燃料电池理论上能量转化率可高达85%~90%,所以D错误。
6.一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的,放完电之后就不能再使用。而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的,它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使生成物恢复原状。
7.从电极材料判断:活泼金属作负极,不活泼金属(或石墨)作正极。从发生的反应判断:发生氧化反应的电极是负极,发生还原反应的电极是正极。从电子流向看:电子流出的是负极,电子流入的是正极。
8.家用电器的普及和种类的增加,使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃圾中,不仅污染环境,而且造成浪费。据报道,全国的电池年消耗量为30亿只,因疏于回收而丢失铜740吨,锌1.6万吨,锰粉9.7万吨。另外,普通干电池里含有镉和汞两种元素,这两种元素若污染了土壤和水源,进入人类的食物链,
就会发生汞中毒和镉中毒,这两种工业公害病,都在日本发生过,造成很多人死亡。为防止悲剧重演,我们应该把废旧电池与其他垃圾分开,集中回收。许多国家都很重视废旧电池的回收,如德国的很多商店要求顾客在购买电池时,同时要把废旧电池交回商店;日本的分类垃圾箱里有一种专门放废旧电池的黄色垃圾箱,垃圾箱的投入口有三个,分别标有普通电池、纽扣电池和其他电池。
9.开放性习题,答案合理即可。
10.化学电池的不足。
化学电池的理论电压是由两极间失电子能力差所决定的,所以化学电池电压低是其固有的特征,无法改变;采用串联的方式可以使电压增大。
化学电池的寿命:一次电池放电结束,寿命即告终结;充电电池的寿命比一次电池寿命长,但充放电次数一般也在数千次;燃料电池的寿命是最长的,只要装置维护正常,供应燃料就可以一直使用下去。
化学电池在存放过程中,极容易变质或发生氧化还原反应,一般应采取低温干燥保存。