化学电源学案

第二节化学电源
教学目标：
1、进一步了解原电池的种类（高考对于电化学的考察将侧重
于原电池）
2、掌握不同原电池的工作原理及电极方程式的书写
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
化学电池的电极方程式的书写
课前预习：
一、一次电池
锌锰干电池的负极材料---------------，正极为----------，电解质为-------------，负极反应式为-------------------，正极反应式为------------------------------------------，电池总反应----------------------------------------------------------------------------------------
二、二次电池
1、常见的二次电池是---------------------------------，其正极覆盖
-------------------------，电解质是------------------------------------。

2、铅蓄电池放电时的负极反应式为-------------------，正极反应式
为------------------------------------------，电池总反应-----------------------------------------------------。

三、燃料电池：
1、燃料电池与一般电池有何不同-----------------------------------------------------------------------。

2、氢氧燃料电池使用酸性电解质时的电极反应式：
负极反应式为-------------------------------------------------
正极反应式为----------------------------------------------------
电池总反应-----------------------------------------------------。

3、氢氧燃料电池使用碱性电解质时的电极反应式：
负极反应式为---------------------------------------------------
正极反应式为--------------------------------------------------------
电池总反应-----------------------------------------------------。

教学过程：
一、电池的分类
1、一次电池
2、二次电池
3、燃料电池
二、一次电池
碱性锌锰电池的负极是Zn,正极是MnO2,电解质是KOH
负极：Zn--2e +2OH==Zn(OH)2
正极：2MnO2＋2H2O＋2e→2MnO(OH)＋2OH－
注意：同时书写电极反应式的时候，一般要保持正负极得失电子相等
银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O,电解质是KOH
负极：Zn--2e -+2OH==Zn(OH)2
正极：Ag2O+H2O+2e==2Ag+2OH-(O2-在碱性或中性电解质中结合H2O以OH-形式存在)
电池总反应：Zn+ Ag2O+H2O== Zn(OH)2+2Ag
二、二次电池（可充电电池）
铅蓄电池是最常见的二次电池，正极板PbO2,负极板Pb,电解质为H2SO4溶液
负极：Pb--2e+ SO42- ===Pb SO4
(Pb--2e-=Pb2+, Pb2+ SO42- ===Pb SO4)即一定要考虑失电子后的物质和溶液中的电解质离子可能发生反应,后续反应
正极：PbO2+ 2e -+ SO42+4H+ === Pb SO4+2H2O
(Pb--2e -=Pb2+, Pb2+ SO42- ===Pb SO4) O2-在酸性电解质中结合H+以H2O形式存在
总反应：Pb +PbO2+2 H2SO4=== Pb SO4+2H2O
三、燃料电池
燃料电池的燃料和氧化剂不储存在电池内部，由外界供给。

1、氢氧燃料电池
负极：H2, 正极：O2,电解质KOH
负极：H2, 正极：O2,电解质HCl
电解质不同从而电极反应式可能不同
○1、负极：H2, 正极：O2,电解质KOH
○2、负极：H2, 正极：O2,电解质HCl
2、此外，烃、甲醇等都可以作为燃料电池的燃料
以甲醇燃料电池为例，介绍如何书写这类有机物作为燃料的电极反应式：
首先这类燃料电池的共同特点是有机物与O2的反应，所以总反应式能够书写：2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O（电解质为HCL）
而正极一定是氧化剂O2在反应：O2+4 e-+ 4H+==2 H2O
(O2-在酸性电解质中结合H+以H2O形式存在)
2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O
3O2+12 e-+ 12H+==6 H2O
这一步的目的在于两式相减消去O2，就得到负极反应式为
2CH3OH--12H+--12 e-==2CO2--2H2O
2CH3OH+2H2O --12 e-==2CO2+12H+
CH3OH+H2O --6e-==6CO2+6H+
如果要求同时书写正负极电极反应式
负极：2CH3OH+2H2O --12 e-==2CO2+12H+
正极：3O2+12 e-+ 12H+==6 H2O。