金军成功化学选修四同步学案：第二节-化学电源-Word版

金军成功化学选修四同步学案：版-Word化学电源-第二

节．

化学电源第二节【今日目标】了解几种常见化

学电源，一次、二次、燃料电 1. 池的工作原理。

．正确书写有关电池的电极反应和电池反应。2 【学习过程】一、化学电源 1.概念：是将化学能直接转化为电能的装置。型类2．如普通锌锰电池——干电池①一次电池???如铅蓄电池②二次电池??如氢氧燃料电池③燃料电池【思考】

①化学电源中正、负极是什么物质得、失电子？

【提示】正极：阳离子得到电子生成单质或O2得电子。

负极：活泼金属或H失去电子。2②氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总

反应实质相同吗？

【提示】相同，都为2H＋O===2HO 222．根据装置书写电极反应式3．

(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。

(2)电极反应式的书写。

负极：活泼金属或H失去电子生成阳离子，若电2

解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：2－－ ===PbSO 。Pb ＋SO －2e 44得到电子。O 正极：阳离子得到电子生成单质，或2 ，则：若反应物是O 2－===4OH4eO ＋2H 电解质是碱性或中性溶液：O ＋22－。

＋－电解质是酸性溶液：O ＋4H ＋4e===2HO 。 22(3)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。

4．给出总反应式，写电极反应式

分析反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)→选择一个简单的变化情况去写电极反应式→另一极的电极反应直接写出或将各反应式看作数学

中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果

以2H ＋O===2HO 为例，当电解质溶液为KOH 溶液222时的电极反应式的书写步骤如下：

(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H 电子，初步确4 mol 失掉2．

－＋

。定负极反应式为2H －4e===4H 2＋反应(2)

根据电解质溶液为碱性，与H 不能共存，－故负极反应写入负极反应式中，推出OH 生成水，－－ 。－应式为2H ＋4OH4e===4HO 22

减去负极反应式得O(3)用总反应式2H＋

O===2H222－－ ===4OHO＋4e。正极反应式：2HO ＋22 5．可充电电池电极反应式的书写在书

写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，(1) 对应元素化合价升高。原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，(2) 对应元素化合价降低。【提示】书写电极反应式应注意电

解质溶液的影响。－＋ OH(1)中性溶液反应物

中无H。或－。(2)酸性溶液反应物，生成物均无OH＋ (3)。碱性溶液反应物，生成物中

均无H2－ (4)水溶液不能出现O。2H＋(1)例1、今有2HOO反应，构成燃料电池，KOH

222

则负极通的应是________，正极通的应是

______，电极反应式分别为______________、______________。

(2)如把KOH改为稀HSO则电极反作电解质

溶液，42．

应式为__________________、

_____________________。

(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？

_______________________________。(3)如把H改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反2应式为：________________、

__________________。

【解析】根据电池反应式可知H在反应中被氧2化，O被还原，因此H2应在负极上反应，O应在22正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H＋参加或生成，故负极反应为：2H＋4OH2－－－===4OH＋4e＋

2H4eO===4HO，正极反应为：O－222－。若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可－＋能有OH－参加或生成，故负极：2H－4e===4H，

2＋－===2HO4eO 正极：＋4H。由于前者在碱性

条＋22件下反应KOH量不变，但工作时HO增多故溶液变2稀碱性变小，pH将变小。而后者为酸溶液，HSO42量不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把H改为甲烷用KOH作导电物质，根据反应CH42＋2O===CO＋2HO，则负极为发生氧化反应的CH，4222正极为发生还原反应的O，由于有KOH存在，此

2时不会有CO放出。2－－4e－负极： (1)H

【答案】 O2H4OH＋222．

－－ ===4OH2HO ＋4e===4HO 正极：O＋222－＋＋－4e

＋4e===4H 正极：O＋4H负极：(2)2H－22 O ===2H，(1)变小 (2)变大2－－正O －＋7H3(3)负极：CH＋10OH－8e===CO224

－－ 8e===8OH 极：2O＋4HO＋22二、几种常见

化学电池)

碱性锌锰电池1.一次电池( KOH(1)构成：负极Zn，正极MnO，电解质。2－－－

2e===Zn(OH)(2)电极反应：负极：Zn＋2OH2

－－＋2e＋===2MnOOH2OH＋正极：2MnO2HO22

＋2MnO2HO===2MnOOH＋Zn(OH)总反应：Zn＋222)

2．二次电池(蓄电池溶液HSOPb(1)构成：负极、正极PbO，电解质422(2)工作原理－－2s)

===PbSOSO(aq)－2ePb(s)①放电：负极：＋

＋(aq)SO＋：正极PbO(s)4H＋4(4－－2＋2e(aq)

42O(l)

===PbSO4(s)＋2H2(s)SOaq)===2PbSO＋＋总

反应：Pb(s)PbOs)2H44(2(2O(l) ＋2H2②充电

时铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过

程。－2－＋(s)PbSO2e===Pb(s)＋；(aq)SO

阴极：44＋－4HPbSO阳极：2eO(l)2H＋(s)－

===PbO(s)＋242－2 SO(aq)＋；(aq)4．

总反应：2PbSO(s)＋2HO(l)===Pb(s)＋

PbO(s)224＋2HSO(aq)。42上述充放电反应可

写成一个可逆反应方程式：

放电2PbSO＋(s)2HSO(aq)(s)Pb(s)＋PbO＋