高中化学选修4人教版全册教案导学案第四章第二节 化学电源学案
人教版选修四第四章第二节化学电源学案
第四章第二节化学电源【学习目标】1、常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池.2、应用原电池原理，进一步学习常见认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写【学习重点】化学电源的结构及电极反应的书写【学习难点】电极反应式的书学【自主学习】阅读书本，回答以下问题：1、什么是一次电池？2、什么是二次电池？3.日常生活中电池有那些应用？一、化学电池的种类化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
1. 一次电池（又称干电池）如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池等。
(1)普通锌锰电池负极材料是：正极材料是：电解质是负极：正极：总反应：(2)碱性锌锰干电池负极材料是：正极材料是：电解质是改进后碱性锌锰电池的优点：负极：正极：总反应：2.二次电池(充电电池)w.w.k.s.5.u.c.o.m(1)铅蓄电池负极材料是：正极材料是：电解质是优点：缺点：负极：正极：总反应：(2)镉镍电池负极材料是：正极材料是：电解质是优点：缺点：负极：正极：总反应：(3)锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)\负极材料是：；正极材料是：电解质是负极：正极：总反应：(4)锌银电池负极材料是：正极材料是：电解质是负极：正极：总反应：（5）海水电池1991年，我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。
该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
负极材料是铝，正极材料可以用石墨。
电极反应式为：负极反应：Al－3 e-＝Al3+，正极反应：2H2O＋O2＋4 e-＝4OH-。
总反应：（6）．溴—锌蓄电池国外新近研制的的基本构造是用碳棒作两极，溴化锌溶液作电解液。
电极反应式为：负极反应：正极反应：电池总反应式为：Zn＋Br2＝ZnBr23. 氢-氧燃料电池负极通入正极通入①酸性介质时，电极反应：负极：正极：总反应：②中性介质时，电极反应：负极：正极：总反应：③碱性介质时，电极反应：负极：正极：总反应：除H2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。
人教版高二化学选修4第四章 第二节《化学电源》学案
选修4第四章第二节《化学电源》班级：姓名：学号：学习目标：1、掌握电极反应和电池反应方程式的书写。
2、理解新型化学电源的有关知识。
学习重点：各类电池的工作原理，各类电池电极反应。
学习难点：各类电池的工作原理，各类电池电极反应。
学习过程：复习﹒交流原电池的正负极的判断方法：微观判断（根据电子流动方向）：电子流的极——负极电子流的极——正极宏观判断：①根据电极材料：较活泼的电极材料是极较不活泼的电极材料是极②根据原电池电极：发生氧化反应的极是极发生还原反应的极是极③根据电极增重还是减重质量：工作后质量增加的电极是极工作后质量减少的电极是极④根据电极有气泡冒出：工作后，有气泡冒出的电极为是极新知﹒巩固﹒展示【讨论】目前化学电池主要分哪几大类？普通干电池一次电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池化学电池铅蓄电池二次电池锌银蓄电池锂离子电池燃料电池氢氧燃料电池任务一、化学电池一、一次电池：锌锰电池（碱性锌锰电池）、锌银电池、锂电池1、碱性锌锰干电池：总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
负极反应：；正极反应：；2、锌银电池：总反应式：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag 。
负极反应： ；正极反应： ；优缺点简析：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电二、二次电池：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅蓄电池：H 2SO 4作电解质总反应式：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4 2PbSO 4(s)＋2H 2O工作原理：铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程（1）放电过程：负极：正极：（2）充电过程：铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程阴极：PbSO 4 (s) +2e - =Pb (s) + SO 42- (aq)阳极：PbSO 4 (s)+2H 2O (l )—2e - = PbO 2(s) + 4H +(aq) + SO 42-(aq)优缺点简析：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉三、燃料电池：缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境友好燃料电池是利用“燃料的燃烧”设计而成的电池，所以总反应是：燃料的燃烧。
中学高中化学选修四教学案第四章第二节化学电源教学设计
一、教材剖析经过以前章节的学习，学生已经掌握了能量守恒定律、化学反响的限度、化学反响进行的方向和化学反响的自觉性、以及原电池的原理等理论知识，为本节的学习做好了充足的理论知识准备。
化学电池是依照原电池原理开发的拥有很强的合用性，和广阔的应用范围的技术产品。
本节的授课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平时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池。
现代科技的飞快发展也带动了电池工业的进步，各样新式的电池层见迭出。
教材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（铅蓄池）、和在未来有着美好应用远景燃料电池。
简介了电池的基本结构，工作原理，性能和合用范围。
同时向学生浸透绿色环保的意识。
采用具电二、授课目标1．知识目标：(1)知道平时生活中常用的化学电源和新式化学电池；(2)认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；(3)会书写常用化学电池的电极反响式及总反响式。
2．能力目标：培养学生察看、剖析、整理、概括总结、研究等能力。
3．感情、态度和价值观目标：感悟研制新式电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。
三、授课重点难点重点：化学电源的结构及电极反响的书写难点：化学电源的结构及电极反响的书写四、学情剖析在化学 2 中学生已学习了氧化复原反响的初步知识，前一节又已经学过原电池的基本内容，知道原电池的定义，形成条件，简单得电极反响等，所以在此基础上，进一步学习化学电源的知识。
学生能经过对实验现象的察看、有关数据的剖析和得出有关结论，拥有必然的察看能力、实验能力和思想能力。
五、授课方法1．实验研究与启示讨论法。
2．教学设计导学：见后边的教学设计。
3．新授课授课基本环节：预习检查、总结诱惑→情境导入、显现目标→合作研究、精讲点拨→反省总结、当堂检测→发导教学设计、部署预习六、课前准备1．学生的学习准备：初步掌握实验的原理和方法步骤。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教学设计
自 主 研发的 海 水铝电 【聆听】
池，性能与工作原理。
【发布任务】发布任务 【小组活动】设计并绘制海水铝电池的装置
4：“方案设计：请同 图
学们选择合适材料试
剂，设计并绘出海水铝
空气电池的简易装置
图，标出正负极，电解
活动三 液。所提供的材料试剂
实践应用 有：镁片，铝片，碳棒，
——自制 铜片，导线，电流表，
1
【教学重难点】 化学电源认知模型的建立与应用。 【教学理念与策略】 为达成以上教学目标，本节课依据建构主义学习理论，采用活动元教学法。强调学生主体性， 以学生学科核心素养发展为根本。创设真实情境，设计多样化的任务与活动，帮助学生通过小 组合作，类比分析，归纳总结，实践研究等学习过程建构化学电源的认知模型，提高模型认知 能力，体会科学家们执着探索的精神，赞赏化学在人类社会发展进程中的重要作用。 【教学流程】
过程，体会 科学家执着 的探索精
电池
神。
【问答互动】带领学生 【回答问题】
归 纳 总结化 学 电源改 1. 电极，电解液，隔膜
进方向及化学电源分
帮助学生进
析模型。
行自我修
正，完善初
步建立的化
2.
学电源认知
模型
3
【PPT 展示】介绍化学 【思考与交流】对比分析，找到不同点 电源的发展，展示伏打
了解化学电 源的发展历
学生运
海水电池 蒸馏水，乙醇，稀氯化
用理论知识
钠溶液。”
进行实践运
【评价】师生共同评价 【交流展示与评价】师生共同评价装置的合 用，初步体
【提出问题】该装置你 答问题】
的过程与方
源在生活中使用？你
法
5
小结
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教学设计
选修4第四章第二节化学电源教学设计一、教材分析本节内容选自人教版化学选修4第四章第二节。
在选修4第一章学生着重研究了化学能与热能的关系，本章则着重研究化学能与电能的关系，均属于能量转化的范畴。
在上节学习原电池原理的基础上，本节是原电池原理的具体应用，是理论知识在实践中的延伸和拓展。
从本节教材一开始设置的“学与问”可以看出：教材要求学生自觉地将自己已经积累的感性知识与教学内容紧密联系起来。
另外，教材中提供了“锌银电池”、“锂电池”、“微型燃料电池”等阅读资料，目的是帮助学生了解电池工业发展的现状和前景，从而引导学生注重电化学与生产生活和科技发展的紧密联系。
在具体知识方面，教科书先概要性地介绍了电池的分类、优点以及质量优劣的判断标准，接着以碱性锌锰电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池作为三类电池的典型代表，详细地介绍了他们的基本构造、工作原理、性能和应用，目的是让学生深入了解典型电池的构造并理解其工作原理。
二、学情分析从理论知识基础看，学生通过以前章节的学习学生已经掌握了能量守恒定律、氧化还原反应的本质、化学反应进行的方向以及原电池原理等理论知识基础。
从感性认知情况看，学生在日常的生活中经常接触到各种电池，对电池的种类和性能有一定的感性认知基础。
从学习心理看，学生对本节知识会有强烈的好奇心理和探究欲望。
三、教学目标（一）2020年修订的化学课程标准提出以下课程要求：内容要求：认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
了解常见化学电源的工作原理。
学业要求：能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
（二）课标要求在本节教学的具体体现：1.通过阅读教材，了解化学电池的分类、优点和优劣判断标准。
2.通过了解各类典型电池的基本构造，判断正负极，书写电极反应式深入理解化学电池工作原理，逐渐养成“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。
3.通过课堂上了解化学电池的发展史、对比各类典型电池的优劣，课后动手制作化学电池、调查化学电池的应用和回收，逐渐养成“科学精神与社会责任”、“科学探究与创新意识”的化学核心素养。
高中化学 人教版选修4 第四章第二节 化学电源 教学设计、教案、学案
第二节化学电源1．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2.熟练书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。
3．知道废弃电池对环境的危害，设想处理废旧电池的办法。
化学电池1．化学电池的分类(1)一次电池：又叫干电池，活性物质消耗到一定程度就不能再使用。
(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再生。
(3)燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
2．电池优劣的判断标准(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。
3．化学电池的回收利用废旧电池中含重金属和酸碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康有很大危害。
如果把它当成一种资源，加以回收利用，既可减少污染，又可节约资源。
正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)化学电池是将电能转变成化学能的装置(2)化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等(3)化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小的电池及电池组，使用方便，易于维护(4)废旧电池可以随意丢弃答案：(1)×化学电池是将化学能转变成电能的装置(2)√(3)√(4)×废旧电池中含有重金属和酸碱等污染环境的物质，不可随意丢弃1．废电池必须进行集中处理的首要原因是()A．利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析：选B。
废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。
2．电池在生产、生活中应用越来越广泛。
下列说法错误的是()A．化学电池有一次电池、二次电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位质量的电极材料释放的电能大C．燃料电池具有能量转换率高、可连续使用和污染轻等优点D．锂电池是一种高能电池，体积小、质量轻、比能量大解析：选B。
高中化学人教版选修4教案：第4章 第2节 化学电源
第二节化学电源1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。
(重难点)一次电池、二次电池教材整理1一次电池1．碱性锌锰电池(1)构造：(2)组成：正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。
(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
2．银锌电池(1)构造：(2)组成：负极：Zn；正极：Ag2O；电解质：KOH。
(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
教材整理2二次电池(以铅蓄电池为例)1．构造2．组成负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。
3．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) (2)充电过程：阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)；阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)；总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程：Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O[探究·升华][思考探究]H2是一种优质燃料，热值高。
选修4第四章第二节化学电源导学案
选修4第四章第二节化学电源导学案【学习目标】1. 了解常见的化学电源的种类及其工作原理。
2.知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。
3. 培养学生的废物回收利用，减少环境污染，节约资源的环保意识。
【学习重点】常见的化学电源的种类及其工作原理【学习难点】常见化学电源的工作原理【使用说明与学法指导】1.用8分钟认真阅读选修4课本74-78页，能了解原电池的工作原理及构成条件。
用7分钟完成预习案部分，找出学习过程中的疑问写在我的疑问栏。
提前做好课堂讨论准备。
2.独立思考，限时15分钟，A、B层同学规范完成探究案所有内容，C层同学规范完成探究案课题除尝试体验外所有内容，用红色笔做好疑难标记，准备课堂讨论。
预习案【预习指导一】阅读教材74页，思考并回答下列问题。
问题：①目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？产生电能的基本原理是什么？②化学电池与其他能源相比有哪些优点？③判断电池的优劣标准主要是什么？【预习指导二】阅读教材75-78页，思考并完成下列问题。
<化学电池的类型及电极反应>*它包括一次电池、二次电池和燃料电池三大类的工作原理。
【预习自测】1、废电池污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是（）A．锌 B．汞 C．石墨 D．二氧化锰【我的疑问】充电探 究 案【快速完成】1、 一次电池（又称干电池）如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。
（1）碱性锌锰电池，电解质是KOH ，其电极反应：负极（Zn ）： 正极（MnO 2）： 总反应： （2）锌银电池的负极是Zn ，正极是Ag 2O ，电解质是KOH ，其电极总反应如下： Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag则：负极( )：正极( )：2、 二次电池（又称充电电池或蓄电池） Pb (s)+ PbO 2(s) +2H 2(aq) 2PbSO 4(s) +2H 2O(l)①其放电电极反应：负极( )： 正极( )： ②其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应：（电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极） 阴极： 阳极： 3、 燃料电池燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
第二节《化学电源》教案(新人教选修4)
第四章 电化学基础第二节 化学电源一、教学目标知识目标：了解化学电源的分类，常用电池的构成工作原理，加深对原电池原理的认识。
增强学生的环境保护意识和可持续发展意识。
能力目标：培养学生运用对比法和理论联系实际的能力及收集整理、分析资料的能力情感目标：培养合作精神，善于观察、勤于思考的科学态度。
增强联系实际学习化学并将化学知识应用与生活的意识。
二、教学重点、难点重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反应式的书写、性能及其应用难点：化学电池的反应原理三、教材分析化学电源是原电池原理的应用，是理论与实际相结合的环节，通过对化学电源的学习可以加深学生对原电池原理的认识。
但是化学电源的教学要求比较低，它的教学可以与研究性学习结合。
课前布置四个课题：干电池（解剖碱性锌猛电池）、蓄电池、燃料电池、电池与环境保护，让学生以四人小组为单位分别认领课题，利用课外时间进行探究，然后在课上组织学生进行交流、讨论。
四、课时安排 一课时五、教学过程［复习］ 请同学以铜—锌原电池为例，叙述原电池组成和工作原理第二节 化学电源锌—锰干电池、铅蓄电池、镍—铬可充电电池、银—锌钮扣电池的标本或模型化学电池是将化学能变成电能的装置电池分类： 一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池［给出电池反应Zn+2MnO 2+2H 2O 2MnO(OH) +Zn(OH)2学生找出电池的正、负极(电池的正、负极反应方程式看教材，不要求)银锌电池的电极分别是Ag 2O 和Zn ，电解质是KOH ，发生氧化还原反应后生成Ag 和ZnO ，请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。
锂具有密度小，还原性强的特性。
以及锂电池重量轻、电能高、寿命长、用途广的特点。
二、二次电池—铅蓄电池铅锑合金的格板，格板上填充的正极、负极材料，两极之间注入硫酸的质量分数（30%）和密度等内容。
总反应 Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s)+2H 2O(l)找出放电时(原电池)的正负极材料与电极反应方程式及反应类型，计算当转移0.5N A 个放电 充电电子时，蓄电池消耗硫酸的物质的量。
人教版化学选修四第四章第二节化学电源教案
第二节化学电源教学目标1．知识与技能：（1）一次电池与二次电池的区别（2）一次电池、二次电池电极反应的（3）书写理解燃料电池的反应原理2．过程与方法：通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。
掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。
3．情感态度价值观：通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。
在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。
教学重点一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用教学难点化学电池的反应原理教学方法实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。
主要教具实验仪器药品、多媒体教学过程学与问]在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？投影］板书]第二节化学电源问]什么是化学电池？回答]化学电池是将化学能转化为电能的装置。
讲]化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。
一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。
板书]一、化学电源1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。
交流]电池与其他能源相比，其优点有那些？讲]能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
板书]2、化学电源的优点：（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。
（３）易维护，可在各种环境下工作。
投影]图4-2电池及其用途问]面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？讲]看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多，功率大储存时间长的电池，更适合电池使用者。
最新人教版选修4第二节《化学电源》教案
最新人教版选修4第二节《化学电源》教案化学电源》教学设计课题：选修4第四单元《电化学》第二课题：化学电源教学目标：知识与能力：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。
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。
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。
教学重点：常见化学电源的化学原理。
教学难点：常见化学电源的电极反应。
教学手段：实验探究法教学用具：多媒体；燃料电池制取实验仪器、实验药品；自制的简易电池；打开的锌锰干电池教学过程：教学程序一：复习原电池原理及条件组成原电池的条件：①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极②电极均插入电解质溶液中③两极相连形成闭合回路立即用多媒体展示相应的原电池图片,使学生的认识直观、清晰。
再很自然地引出利用原电池的原理我们已经制作使用的化学电池。
教学程序二：【新授知识】一、化学电源：1、人们依据原电池的反应原理,发明并制造了多种多样的化学电源。
展示常见化学电源的图片,使学生形成感性认识。
电池可分为化学电池,太阳能电池,原子能电池。
2、化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不可比拟的。
3、电池的优劣怎么判断？4、化学电源常见分类有一次电池、二次电池和燃料电池之分。
二、常见化学电源的组成与反应原理：1、一次电池：锌锰干电池银锌纽扣电池老师展示打开的锌锰干电池,和学生一起认识其内部构造和化学组成。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教案
第二节化学电源教案蒲江县寿安中学田红兵一、教材分析必修二和选修四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。
化学电池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池。
现代科技的发展带动了电池工业的进步，各种新型的电池层出不穷。
选修四教材选取具有代表性的三大类电池，生活中最常用的一次电池（碱性锌锰电池）、二次电池（铅蓄电池）、和在未来有着美好应用前景的氢氧燃料电池。
简介了电池的基本构造，工作原理，性能和适用范围，同时向学生渗透了绿色环保的意识。
二、教学目标1、知识与技能(1)通过常见化学电源的分析，知道干电池、铅蓄电池，燃料电池等发展中的化学电源特点。
(2)通过日常生活中常用的化学电源的了解，能从电极反应的角度认识常见电源的原理。
2、过程与方法(1)通过了解电池的化学组成而增强环保意识。
(2)在化学电源的使用中学会发现问题、思考解决问题的方法。
3、情感态度价值观(1)通过原电池发展史，培养学生实事求是、勇于创新的科学态度。
(2)体验科学探究的艰辛与愉悦，了解研制新型电源的重要性。
核心素养发展目标1、宏观辨识与微观探析：会分析物质变化中的能量变化与物质微观结构的关系。
2、证据推理与模型认知：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。
3、科学精神与社会责任：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。
三、教学重点一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理。
四、教学难点化学电源的结构及电极反应的书写。
五、教学方法理论讲解法、分析归纳法、理论联系实际。
六、教学过程放电充电 板 书 设 计第二节 化学电源一、电池的分类 二、一次电池1、a 、普通锌锰电池负极：Zn 正极：MnO2 电解质：糊状NH 4Cl b 、碱性锌锰电池负极：Zn 正极：2MnO 2电解质：KOH 溶液 2、二次电池：铅蓄电池负极：Pb 正极：PbO 2 电解质：H 2SO 4溶液a 、放电过程负极：Pb(s) + SO 42－ (aq) －2e －= PbSO 4 (s) （氧化反应）正极：PbO 2(s) + 4H +(aq) + SO 42－ (aq) + 2e －= PbSO 4 (s)+ 2H 2O(l) （还原反应） 放电过程总反应：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)=2PbSO 4(s)+2H 2O(l)b 、充电过程阴极：PbSO 4(s)+ 2e - = Pb(s)+ SO 42-(aq) （还原反应） 阳极：PbSO 4(s) + 2H 2O(l) – 2e - = PbO 2(s) + 4H + (aq)+ SO 42-(aq) （氧化反应） 铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s)+2H 2O(l)3、燃料电池正负极材料：铂电极或石墨等惰性电极正极室：通氧气（氧化剂），负极室：通氢气（燃料）， 酸性介质电极反应：（H 2SO 4(aq)）负极：2H 2 – 4e - = 4H + 正极：O 2 + 4H + + 4e - = 2H 2O 总反应：2H 2 + O 2 = 2H 2O碱性介质的电极反应：（KOH(aq)）负极：2H 2+4OH -– 4e - = 4H 2O 正极：O 2 + 2H 2O + 4e -= 4OH - 总反应：2H 2 + O 2 = 2H 2O七、教学反思：。
人教版高中化学选修4导学案：4.2化学电源--含答案
第二节化学电源1.了解常见化学电源的种类与其工作原理.2.熟练书写常见化学电源的电极反应式和总方程式. 3．知道废弃电池对环境的危害,设想处理废旧电池的办法.化学电源一、化学电池1．定义：将化学能转化为电能的装置.2．分类3．优点能量转化效率较高,供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池与电池组,使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作.4．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大小,单位W/kg或W/L.<3>电池可储存时间的长短.二、几种常见的化学电池1．一次电池<1>碱性锌锰电池①构造②组成正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH.③工作原理负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn<OH>2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO<OH>＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO<OH>＋Zn<OH>2.<2>锌银电池①构造②组成正极：Ag2O；负极：Zn；电解质：KOH.③工作原理负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn<OH>2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn<OH>2＋2Ag.2．二次电池<以铅蓄电池为例><1>构造<2>组成正极：PbO2；负极：Pb；电解质：H2SO4.<3>工作原理铅蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程.①放电过程负极：Pb－2e－＋SO错误!===PbSO4<氧化反应>；正极：PbO2＋4H＋＋SO错误!＋2e－===PbSO4＋2H2O<还原反应>；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O.②充电过程电化学上常把发生氧化反应的电极叫做阳极,发生还原反应的电极叫做阴极.阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO错误!<还原反应>；阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO错误!<氧化反应>；总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4.③铅蓄电池的充、放电过程Pb＋PbO2＋2H2SO4错误!2PbSO4＋2H2O.1．判断正误<正确的打"√",错误的打"×">.<1>化学电池是将电能转变成化学能的装置.< ><2>化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等.< ><3>化学电池供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小的电池,使用方便,易于维护.< ><4>废旧电池可以随意丢弃.< ><5>Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料.< ><6>铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加.< ><7>可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应.< ><8>锂碘电池的电池反应为2Li<s>＋I2<s>===2LiI<s>,则碘电极作该电池的负极.< >答案：<1>×<2>√<3>√<4>×<5>√<6>×<7>×<8>×2．人造卫星用到的一种高能电池——锌银电池,其电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn<OH>2,Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－.根据反应式判断氧化银是< > A．负极被氧化B．正极被还原C．负极被还原D．正极被氧化解析：选B.锌银电池放电时,Ag2O得到电子被还原为Ag,故Ag2O作电池的正极.化学电源电极反应式的书写1．一般电极反应式的书写2．复杂电极反应式的书写错误!＝错误!－错误!3．给出电极反应式,书写总反应式根据给出的两个电极反应式,写出总反应式时,首先要使两个电极反应式的得失电子相等,然后将两式相加,消去反应物和生成物中相同的物质即可.若原电池正、负两极产生的阴、阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时,要把后续反应一并写入电极反应式中.若反应式同侧出现不能共存的离子,如H＋和OH－、Pb2＋和SO 错误!,要写成反应后的物质,如H2O、PbSO4.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe<OH>2＋2Ni<OH>2.下列有关该电池的说法不正确的是< >A．电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时,负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe<OH>2C．电池充电过程中,阴极附近溶液pH降低D．电池充电时,阳极反应为2Ni<OH>2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O[解析] 因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确；充电时的阴极反应为Fe<OH>2＋2e－===Fe＋2OH－,故此时阴极附近的pH增大,故C错误；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确.[答案] C以上述例题分析,怎样判断电极附近溶液pH的变化？答案：判断电极附近溶液pH的变化,主要应看电极反应式,如该电池放电时的负极反应：Fe－2e－＋2OH－===Fe<OH>2,OH－被消耗,故负极附近pH减小,正极反应为Ni2O3＋2e－＋3H2O===2Ni<OH>2＋2OH－,生成OH－,故正极附近pH变大；充电时同理分析,阳极反应：2Ni<OH>2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O,阳极附近pH减小,阴极附近pH增大.错误!电极反应式和总方程式书写时的注意事项<1>正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相加,即得总反应式.<2>写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应.在碱性电解质中,电极反应式中不能出现H＋；在酸性电解质中,电极反应式中不能出现OH－.化学电源的综合考查1．MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器.该电池以海水为电解质溶液,示意图如图所示.该电池工作时,下列说法正确的是< >A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动解析：选C.在原电池中活泼金属作负极,即Mg为负极,A错误；通入H2O2的一极为正极,在反应过程中发生还原反应,B错误；石墨电极的电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O,溶液pH增大,C正确；原电池中,电解质溶液中的阴离子向负极移动,D错误.2．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O,下列结论正确的是< >A．Pb为正极被氧化B．电解质溶液的pH不断减小C．SO错误!向PbO2处移动D．电解质溶液的pH不断增大解析：选D.由题给电池反应式可以看出H2SO4不断被消耗,故pH不断增大,所以B不正确,D正确；由Pb元素化合价的变化,可以看出Pb是负极,所以A不正确；原电池工作时,整个电路中负电荷的流向是一致的,外电路中,电子由Pb极流向PbO2极；内电路中,阴离子<SO 错误!>移向Pb极,所以C不正确.3．在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO<OH>＋Zn<OH>2.下列有关该电池的电极反应,正确的是< > A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn<OH>2＋2H＋C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO<OH>D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO<OH>＋2OH－解析：选D.在书写碱性电池的电极反应式时,方程式中不得出现H＋.在碱性电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2＋应该与OH－结合为Zn<OH>2.燃料电池1．基本构造<以氢氧燃料电池为例>2．工作原理酸性电解质<H2SO4> 碱性电解质<KOH>负极反应2H2－4e－===4H＋2H2－4e－＋4OH－===4H2O正极反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应2H2＋O2===2H2O3.<1>连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能.<2>电极材料本身不参与氧化还原反应.<3>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,生成物不断地被排除.4．燃料电池的优点<1>能量转换率高<超过80%>.<2>排放废弃物少,运行时噪音低.1．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能导电的非金属吗？答案：不一定,如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt.2．除氢氧燃料电池外,其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些？正极放电的是什么物质？答案：负极还可以是烃<如甲烷、乙烷等>、醇<如甲醇、乙醇等>、氨、煤气等可燃性气体或液体.正极放电的是氧气.3．燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应如下：X极：错误!O2<g>＋H2O<l>＋2e－===2OH－；Y极：H2<g>＋2OH－－2e－===2H2O<l>.下列判断中,正确的是< >A．X是负极B．Y是正极C．Y极发生还原反应D．Y极发生氧化反应解析：选D.从电极反应式中可以看出,X极得电子发生还原反应,作正极；Y极失去电子发生氧化反应,作负极.常见燃料电池的电极反应和电池反应1．乙醇燃料电池<电解质溶液为KOH溶液>负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO错误!＋11H2O；正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；总反应式：C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO错误!＋5H2O.2．甲烷燃料电池<固体电解质>一个电极通入空气,另一电极通入甲烷,电池的电解质为掺杂了Y2O3<三氧化二钇>的ZrO2<二氧化锆>晶体,它在高温下能传导O2－.该电池的电极反应式为负极：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O；正极：2O2＋8e－===4O2－；总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O.3．甲醇燃料电池<电解质溶液为H2SO4溶液>负极：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O；总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O.<2017·锦州高二检测>燃料电池是燃料<如CO、H2、CH4等>跟氧气或空气发生反应,将此反应的化学能转化为电能的装置,电解质溶液通常是KOH溶液.下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是< >A．负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO错误!＋7H2OB．正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－C．随着不断放电,电解质溶液碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率高[解析] 甲烷燃料电池中,CH4作负极,发生氧化反应,电解质溶液为KOH溶液,故负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO错误!＋7H2O,A正确；O2作正极,发生还原反应,正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－,B正确；总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO错误!＋3H2O,随反应的进行,不断消耗OH－,故c<OH－>减小,pH减小,C错误；燃料电池的能量转换率高,D正确.[答案] C若将KOH溶液改为稀硫酸,写出负极的电极反应式：______________________________________________________________________.答案：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋水溶液中的燃料电池1．将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CO和O2,即可产生电流,称为燃料电池,下列叙述正确的是< >①通入CO的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③通入CO的电极反应式是2CO＋O2＋4e－===2CO2；④负极的电极反应式是CO＋4OH－－2e－===CO错误!＋2H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动.A．①③⑤B．②④⑥C．④⑤⑥D．①②③解析：选B.据题意知,发生的反应为2CO＋O2===2CO2,反应产生的CO2处于KOH溶液中,又会转化为CO错误!,④正确,③错误.O2得e－被还原,作正极,①错误,②正确.溶液中离子移动情况受溶液<原电池内电路>中电流方向影响,内电路电流方向是由负极流向正极,阳离子的移动方向与电流方向相同,故在溶液<原电池内电路>中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,⑤错误,⑥正确.2．一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳.该电池负极发生的反应是< >A．CH3OH<g>＋O2<g>===H2O<l>＋CO2<g>＋2H＋<aq>＋2e－B．O2<g>＋4H＋<aq>＋4e－===2H2O<l>C．CH3OH<g>＋H2O<l>－6e－===CO2<g>＋6H＋<aq>D．O2<g>＋2H2O<l>＋4e－===4OH－解析：选C.燃料电池中,负极燃料失电子发生氧化反应,正极氧气得电子发生还原反应,即负极反应中不可能有氧气参与.以熔融态固体为电解质的燃料电池3．一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,其总反应为2CO＋O2===2CO2.则下列说法中正确的是< >A．通CO的一极是电池的正极B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!C．负极发生的电极反应是CO＋CO错误!－2e－===2CO2D．正极发生氧化反应解析：选C.由电池反应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,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,负极的电极反应为2CO＋2CO 错误!－4e－===4CO2,正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!.4．固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的.它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<O2－>在其间通过.该电池的工作原理如图所示.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O2放电的a极为电池的负极B．有H2放电的b极为电池的正极C．a极对应的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．该电池的总反应：2H2＋O2错误!2H2O解析：选D.根据该电池的工作原理图可知,被氧化的是H2,2H2－4e－＋2O2－===2H2O,b极为原电池的负极；被还原的是O2,O2＋4e－===2O2－,a极为原电池的正极；该电池的总反应为2H2＋O2错误!2H2O.重难易错提炼1.二次电池的充电过程就是下一节要学习的电解过程,要记住充电时"正接正、负接负".二次电池放电时负极反应与充电时阴极反应互为逆反应；正极反应与充电时阳极反应互为逆反应.2.燃料电池的电极材料为铂等惰性电极,正极反应一般是氧气发生的还原反应.3.原电池的正极材料本身一般不参与反应,但铅蓄电池正极材料二氧化铅参与了正极反应.4.原电池的电解质溶液不一定是水溶液,如LiI2电池的电解质溶液是惰性非水有机溶剂<Li可与H2O发生反应>.5.书写燃料电池的电极反应式时,要注意电解质溶液的酸碱性.在碱性溶液中,电极反应式中不能出现H＋；在酸性溶液中,电极反应式中不能出现OH－.课后达标检测[基础巩固]1．对化学电源的叙述正确的是< >A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为充电电池解析：选A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高,故A正确；火力发电居于人类社会现阶段总耗电量的首位,故B错误；部分废旧化学电源会引起重金属污染,故C错误；化学电源包括一次电池、充电电池、燃料电池等,故D错误.2．下列电池工作时,O2在正极放电的是< >A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池223．废电池必须进行集中处理的首要原因是< >A．为了利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析：选B.废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理.4．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是< >A．电池Ⅰ中锌是正极B．电池Ⅱ是一次电池C．电池Ⅲ工作时,氢气发生还原反应D．电池Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒解析：选D.电池Ⅰ中锌是负极,铜是正极,A错误；电池Ⅱ为铅蓄电池,属于二次电池,B 错误；电池Ⅲ为氢氧燃料电池,H2在负极失去电子发生氧化反应,C错误；电池Ⅳ为锌锰干电池,锌为负极,碳棒为正极,电子由负极沿导线流向正极,D正确.5．燃料电池的基本组成为电极、电解质溶液、燃料和氧化剂.此种电池的能量转化率超过80%,产物污染小.下列有关燃料电池的说法错误的是< >A．燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH,该电池的负极反应为C2H5OH－12e－＋12OH－===2CO2↑＋9H2OD．碱性甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：选C.C项,电解质为KOH,因此不可能生成二氧化碳,应该生成CO错误!,即负极反应为C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO错误!＋11H2O,故C项错误.6．锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为Zn<s>＋2MnO2＋2NH错误!===Zn2＋＋Mn2O3<s>＋2NH3↑＋H2O,在此电池放电时正极<碳棒>上发生反应的物质是<> A．ZnB．碳C．MnO2和NH错误!D．Zn2＋和NH3解析：选C.Zn在负极上被氧化,剩余的物质将在正极上反应得到Mn2O3、NH3和H2O.要注意题中问的是正极上发生反应的物质,不要考虑成被还原的物质.7．如图是一种新型锂电池原理图,有关叙述正确的是< >A．a为电池正极B．外电路中电流从a流向bC．离子交换膜为阳离子交换膜D．b电极处,O2失电子生成OH－解析：选C.Li失电子,为电源负极,A项错误；电流方向与电子流动方向相反,故外电路中电流从b流向a,B项错误；由图示可知,Li＋可穿过离子交换膜,故为阳离子交换膜,C项正确；由图示可知,O2得电子生成OH－,D项错误.8．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋,其基本结构如图,电池总反应可表示为2H2＋O2===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B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：选D.a极通H2,H2失电子应在负极反应,所以a为负极,电子通过外电路由a极流向b极,A项错误；因为电解质显酸性,所以b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O,B 项错误；C项没有告知是标准状况,转移0.1 mol电子消耗H2的物质的量是0.05 mol,但体积不一定是1.12 L,C项错误；阳离子向正极移动,所以H＋由a极通过固体酸电解质传递到b 极,D项正确.9．<2017·湖北重点中学联考>流动电池是一种新型电池,其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动,在电池外部调节电解质溶液,以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定.化工大学新开发的一种流动电池如图所示,电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O.下列说法不正确的是< >A．a为负极,b为正极B．该电池工作时,PbO2电极附近溶液的pH增大C．a极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．调节电解质溶液的方法是补充CuSO4解析：选D.A项,根据电池总反应可得铜为负极,PbO2为正极,正确；B项,该电池工作时,PbO2电极上发生的反应为PbO2＋4H＋＋SO错误!＋2e－===PbSO4＋2H2O,消耗了溶液中的H＋,故溶液的pH增大,正确；C项,铜电极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋,正确；D项,反应生成了CuSO4,消耗了H2SO4,故应补充H2SO4,错误.10．<2017·秦皇岛高二测试>根据氧化还原反应2H2＋O2===2H2O,设计成燃料电池.<1>负极通的气体应是____,正极通的气体应是____.<2>根据选择电解质溶液的不同,填写下表：<3>若把H2改为4解析：<1>氢氧燃料电池中通可燃性气体<H2>的一极为负极,通O2的一极为正极.<2>若以H2SO4作电解质溶液,其电极反应式为负极：2H2－4e－===4H＋；正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O.反应过程中生成水,溶液中c<H＋>减小,pH增大.若以KOH溶液作电解质溶液,其电极反应式为负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－.反应过程中生成水,溶液中c<OH－>减小,pH减小.<3>若把H2改为CH4,KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变.答案：<1>H2O2<2>2211．镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应如下：Cd＋2NiO<OH>＋2H2O错误!Cd<OH>2＋2Ni<OH>2请回答下列问题：<1>上述反应式中左边物质的总能量_____<填"大于""小于"或"等于">右边物质的总能量.<2>放电时负极发生反应的物质是____,放电时正极的反应式为____________________.解析：<1>原电池放电过程中将化学能转化为电能,即反应物总能量大于生成物总能量.<2>根据总反应式可知放电时：负极<Cd>反应式：Cd＋2OH－－2e－===Cd<OH>2,正极[NiO<OH>]反应式：2NiO<OH>＋2H2O＋2e－===2Ni<OH>2＋2OH－.答案：<1>大于 <2>Cd NiO<OH>＋H2O＋e－===Ni<OH>2＋OH－[能力提升]12．新型NaBH4/H2O2燃料电池<DBFC>的结构如图所示,该电池总反应方程式：NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O,有关的说法不正确的是< >A．电极B为正极,纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率B．放电过程中,Na＋从正极区向负极区迁移C．电池负极的电极反应为BH错误!＋8OH－－8e－===BO错误!＋6H2OD．在电池反应中,每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液,理论上流过电路中的电子为12 mol 解析：选B.A.根据图知,B电极上H2O2得电子生成OH－,所以B电极是正极,MnO2是催化剂,可以提高原电池的工作效率,故A正确；B.放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以Na＋从负极区向正极区迁移,故B错误；C.根据元素化合价变化知,负极上BH错误!失电子发生氧化反应,电极反应式为BH错误!＋8OH－－8e－===BO错误!＋6H2O,故C正确；D.在电池反应中,每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液,即物质的量为6 mol,根据H2O2＋2e－===2OH－知,理论上流过电路中的电子为6 mol×2＝12 mol,故D正确.13．Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan 菌种生成的硫化物作为微生物燃料电池的电解质,电池内部有质子通过,该系统不经任何维护可持续运行5年,该电池的负极反应式为S2－＋4H2O－8e－===SO错误!＋8H＋.有关该电池的下列说法中正确的是< >A．若有1.12 L氧气参与反应,则一定有0.2 mol电子发生转移B．质子由正极移向负极C．该电池的总反应式为S2－＋2O2===SO错误!D．正极的电极反应式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－解析：选C.未标明1.12 L氧气所处的压强和温度,不能确定氧气的物质的量,A项错误；质子由负极移向正极,B项错误；正极的电极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O,D项错误.14．<2017·衡水高二调研>近年来AIST正在研制一种"高容量、低成本"锂铜空气燃料电池.该电池通过一种复杂的"铜腐蚀现象"产生电力,其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu ＋2Li＋＋2OH－,下列说法不正确的是< >A．放电时,Li＋透过固体电解质向Cu极移动B．放电时,负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－C．通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2OD．整个反应过程中,铜相当于催化剂解析：选B.根据放电时的反应判断锂电极是负极,铜电极是正极.在电池内部阳离子移向正极,即Li＋透过固体电解质向Cu极移动,故A正确.负极发生失电子的氧化反应,故B错误.据图示和题干信息可知,通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时,正极生成铜,整个反应过程中,铜相当于催化剂,故C、D正确.15．锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池.该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2.回答下列问题：<1>外电路的电流方向是由____极流向____极.<填字母><2>电池正极反应式为____________________________________.<3>是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____<填"是"或"否">,原因是____________________________________.解析：<1>Li失去电子为负极,MnO2为正极,电流从正极流向负极,即b流向a.<2>正极反应为MnO2得电子结合Li＋,生成LiMnO2.<3>Li与水反应,故不可用水代替混合有机溶剂.答案：<1>b a <2>MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2<3>否电极Li是活泼金属,能与水反应16．科研、生产中常涉与钠、硫与其化合物.<1>图A为钠硫高能电池的结构示意图.该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na＋x S===Na2S x,正极的电极反应式为____________________________________.M<由Na2O和Al2O3制得>的两个作用是__________________________________.与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_____倍.<2>熔融状态下,钠的单质和FeCl2能组成可充电电池<装置示意图如图B>,反应原理为2Na＋FeCl2错误!Fe＋2NaCl.放电时,电池的正极反应式为_______；充电时,_____<写物质名称>电极接电源的负极,该电池的电解质为_________.答案：<1>x S＋2e－===S错误!导电<或作电解质>和隔离钠与硫 4.5<2>Fe2＋＋2e－===Fe 钠βAl2O3固体。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源学案
选修四第四章第2节化学电源学案【核心素养发展目标】1、证据推理与模型认知，通过对常见化学电池的分析，建立对原电池过程系统认知的思维模型，提高对原电池本质的认识。
2、科学探究与创新意识，增强科技意识，不断研发新型电池，大胆想象，学会创新3、科学态度与社会责任，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。
【教学重点】化学电池的模型认知及工作原理【教学难点】化学电源的电极反应式的书写【温故知新】1、锌铜原电池原理：负极材料，正极材料，电解质溶液。
负极反应式：正极反应式：工作原理：外电路电子由极流向极，溶液中阴离子向极移动，阳离子向极移动。
2、原电池构成条件：【课前预习】1、电池的优点;2、判断电池优劣的指标：。
3、电池的分类。
【课堂学习】活动一认识一次电池碱性锌锰干电池：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH) +Zn(OH)2负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式锌银电池(纽扣电池）：电池总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2 +2Ag负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式海水电池：负极反应式正极反应式电池总反应锂电池：负极材料负极反应式活动二认识二次电池铅蓄电池：2PbSO4(s)+2H2O(l)电池总反应;Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式活动三认识燃料电池中性电解液(NaCl)燃料电池电极反应负极：正极：总反应：思考和交流：酸性电解液(H2SO4)燃料电池电极反应负极：正极：总反应：碱性电解液(NaOH)燃料电池电级反应负极：正极：总反应：【课后小课题】课后小课题：展示前沿电池研究。
以小组为单位，选择一种新型电池搜集资料做出PPT 展示，内容包括但不限于：电池的组成、工作原理、优缺点、使用范围、环保理念、发展历程、难点突破【课堂练习】1．锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。
4.2《化学电源》导学案(含解析)人教版高中化学选修4
第四章《电化学基础》导学案第二节化学电源（共一课时）【学习目标】1.通过实例分析、讨论交流知道化学电源可以根据其性能、使用情况、原料特点等进行多种分类。
2.通过对生活中几种常见化学电源的学习和理解，熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理，能正确判断电池的正、负极，书写一个电极反应式和总反应式。
3.通过对有关化学电源的学习，联系生产生活实际，了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害及影响，设想其处理方法，培养环境保护意识。
【学习重点】二次电池和燃料电池的工作原理。
【学习难点】电极反应式的书写及判断【自主学习】旧知回顾：1.一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电池？【温馨提示】一次电池是不可充电电池，电量一旦放完就无法再次使用；二次电池是可充电电池，电量放完后可进行充电，可反复使用多次。
2.比较下表几种电池的特点，完成相关内容。
新知预习：1.干电池与充电电池的本质区别，燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别。
【温馨提示】干电池是一次性电池，放电之后不能充电，即内部的氧化还原反应是不可逆的；充电电池又称二次电池，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，使电池恢复到放电前的状态。
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等，这时电池起着类似于试管、烧杯等反应器的作用。
2.二次电池的充放电规律是①充电时负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
3.燃料电池常用的电解质有①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸盐，如K2CO3 ；⑤质子交换膜等。
【同步学习】情景导入：自第二次世界大战以来，为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要，先后研制成的多种电池。
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第四章电化学基础第二节化学电源课前预习学案一、预习目标1了解常用电池的构造，2一次电池和二次电池的区别二、预习内容阅读书本，回答以下问题：1、什么是一次电池？2、什么是二次电池？3.判断一种电池的优劣的标准是什么？4、日常生活中电池有那些应用？如何书写复杂反应的电极反应式？三、通过预习提出疑惑疑惑点疑惑内容一、学习目标应用原电池原理，进一步学习常见一次电池、二次电池、燃料电池的工作原理。
能根据电池总反应式判断：正、负电极，写出电极反应式学习重难点：能根据电池总反应式判断：正、负电极，写出电极反应式二、学习过程一、一次电池1.碱性锌锰电池电极材料为Zn 和MnO2，电解质是KOH.总反应式：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Z n(OH)2如何书写复杂反应的电极反应式？负极：( )________________________________________________正极：( )_________________________________________________2．锌银电池银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。
电极材料为Zn 和Ag2O，电解质是KOH.总反应式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag负极：( )________________________________________________正极：( )________________________________________________二、二次电池铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。
蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O放电放电的电极反应为：负极：( )________________________________________________正极：( )_________________________________________________目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。
由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。
三．燃料电池燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池，。
它与其它电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地从外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。
燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。
从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气或空气。
化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。
燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率可达70%以上。
1.氢氧燃料电池它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂，如铂电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。
电池反应总式是_______________________________________________a.电解质是酸负极：________________________________________________正极：_________________________________________________b.电解质是碱负极： ________________________________________________正极： _________________________________________________c.电解质是固体熔融物负极： ________________________________________________正极： _________________________________________________2. 甲烷燃料电池另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O负极： ________________________________________________正极： _________________________________________________课堂练习与提高一、选择题1.如图装置能组成原电池的是( )2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的电池反应为Zn+Ag 2O+H 2O====2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是( )A.AgB.Zn(OH)2C.Ag 2OD.Zn3.（2008江苏高考，5）镍镉（NiCd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液，其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H 2O 充电 放电Cd(OH)2+2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ）A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e -+OH -====NiOOH+H 2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH -向正极移动4.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为:Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)====Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(s)下列说法错误的是( )A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为:2MnO 2(s)+H 2O(l)+2e -====Mn 2O 3(s)+2OH -(aq)C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小6.5 g5.目前常用的镍（Ni ）镉（Cd ）电池，其电池总反应可以表示为:Cd+2NiO(OH)+2H 2O 充电 放电2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。
以下说法中正确的是( )①以上反应是可逆反应②以上反应不是可逆反应③充电时化学能转变为电能④放电时化学能转变为电能A.①③B.②④C.①④D.②③6.用Pt 电极放置于KOH 溶液中，然后分别向两极通入CO 和O 2，即可产生电流，下列叙述中正确的是( )①通入CO 的电极为阴极②通入CO 的电极反应式为:2CO+O 2+4e -====2CO 2③正极电极反应式为:O 2+2H 2O+4e -====4OH -④负极电极反应式为:CO+4OH --2e -====23CO +2H 2O ⑤电池工作时溶液中的阳离子向原电池的负极移动 ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动A.①④⑥B.③④⑥C.④⑤⑥D.①②③7.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为:4Al+3O 2+6H 2O====4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )A.正极反应式为:O 2+2H 2O+4e -====4OH -B.电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D.该电池通常只需更换铝板就可继续使用8.国外新型研制的溴锌蓄电池的基本构造是用碳棒作两极，溴化锌溶液为电解质溶液。
现有四个电极反应:①Zn-2e-====Zn2+②Zn2++2e-====Zn③Br2+2e-====2Br-④2Br--2e-====Br2那么充电和放电时发生还原反应的是( )A.③①B.④①C.②③D.②④9.如图所示为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是( )A.a电极是负极B.b电极的电极反应为:4OH--4e-====2H2O+O2↑C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置10.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是…( )A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢11.燃料在电池中直接氧化而产生电能的装置叫燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池。
燃料电池所用燃料可以是氢气，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等。
肼分子（H2N—NH2）可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池反应的电极反应式和总反应式:__________________________________；并指出电解质溶液中，OH-离子向哪极移动:_________________________________________。
5解析:充电、放电时反应条件不同，故不是可逆反应，充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能。
答案:B6解析:CO燃料电池总反应为2CO+O2+4KOH====2K2CO3+2H2O,故③④正确。
在负极消耗OH-,故阴离子向负极移动，⑥正确。
答案:B7解析:由电池总反应知，Al为负极，Al-3e-====Al3+,铂网为正极:O2+4e-====+2H2O4OH-,电子由铝电极沿导线流向铂电极。
故A对。
电子由负极沿导线流向正极，电流方向恰好相反，故B错。
答案:B8解析:用惰性电极，故为电解质溶液中离子放电，得到电子被还原，故为②③。
选c9解析:氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2====2H2O，故通氢气的a电极为负极，通氧气电极为正极，电极反应为O2-4e-+2H2O====4OH-,A正确，B错误；电池产物为H2O，故为绿色电源，C正确；随时不断通入H2和O2，D正确。
答案:B10解析:本题考查原电池的构成条件及工作原理。
题目中可以应用的信息主要是①锌片、铜片两种活泼性不同的金属，②甲、乙两图。
解答该题时，首先根据原电池的构成条件判断甲、乙是否能形成原电池，然后再根据原电池的原理具体分析、判断，甲装置符合原电池条件，c可构成原电池，乙装置不能构成原电池。
甲中铜片有气泡，乙中无；由于都消耗H上标+，所以pH都增大，C正确。
答案:C11解析:肼燃料电池总反应为N2H4+O2N2+2H2O，负极反应为:N2H4-4e-+4OH-====N2+4H2O,正极反应为:O2+4e-+2H2O====4OH-。
负极上消耗OH-，正极上产生OH-，故OH-向负极移动。
答案:负极:N2H4-4e-+4OH-====N2+4H2O正极:O2+4e-+2H2O====4OH-总反应式:N2H4+O2====N2+2H2OOH-离子向负极移动。