《化学电源》人教版 高中化学1

课前篇素养初探 课课堂堂篇篇素素养养提提升升
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
化学电源电极反应式的书写
(1)根据装置书写电极反应式 先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物质。 ①负极:活泼金属或燃料失去电子生成阳离子;若电解质溶液中 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。
总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。
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正误判断
2.二次电池(以铅酸蓄电池为例) (1)构造:
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(2)组成:正极: PbO2 ;负极: Pb ;电解质: H2SO4 。
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二、几种常见的化学电池
1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)
(1)构造:
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(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+2e-+2H2O==2MnO(OH)+2OH- ;
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化学电源电极反应式的书写 问题探究 1.溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响? 答案:在书写电极反应式时一定要注意电解质溶液的酸碱性。碱 性电解质溶液中,电极反应式中不能出现H+;酸性电解质溶液中,电 极反应式中不能出现OH-。
②充电过程的电极反应、总反应: 阴极: PbSO4+2e-==Pb+SO42阳极: PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+4H++SO42-
(还原反应); (氧化反应);
总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
③铅酸蓄电池的充、放电过程:
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
2.根据铅酸蓄电池正、负极和阴、阳极的电极反应式找出二次 电池的放电、充电过程中电极反应的对应关系。
答案:二次电池放电时的负极反应与充电过程中阴极反应是互逆 过程;放电时的正极反应与充电过程中的阳极反应是互逆过程。所 以根据放电时的电极反应式很容易确定充电时的电极反应式。
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三、废旧电池的危害与处理 1.危害:废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质,如随意丢弃, 会对生态环境和人体健康造成危害。 2.处理方法:回收处理。
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(1)碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、锂离子电池都属于二次电池。 ()
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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,培养证据 推理与模型认知的能力。 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,形成科学态度与社会责任意识。
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(3)工作原理:
铅酸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放电过程的电极反应、总反应:
负极: Pb+SO42--2e-==PbSO4
;
正极: PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O ;
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
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3.燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)
(1)构造:
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(2)工作原理: 负极反应: H2-2e-==2H+ ;
正极反应: 12O2+2H++2e-==H2O
;
电池反应: H2+12O2==H2O
。
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(2)二次电池充电时,化学能转化为电能。 ( ) (3)二次电池充电时发生的反应不能自发进行。 ( ) (4)某些导电非金属单质、某些导电金属氧化物都可作原电池的 电极。 ( ) (5)燃料电池工作时需要点燃条件才可发生。 ( ) (6)燃料电池的燃料可以是氢气、烃、甲醇、氨等物质。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
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一、化学电池 将 化学 能转化为 电 能的装置。 1.分类
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失
得
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2.优点 具有 能量转化率 等优点。
高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护
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大小,单位 “W/kg”或“W/L”。 (3)电池可储存时间的长短。
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【微思考1】铅酸蓄电池在放电一段时间后,正极、负极的质量 将如何变化?
答案:铅酸蓄电池放电时,正极部分PbO2变为PbSO4,质量变大;负 极部分Pb变为PbSO4,质量也变大。
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1.普通锌锰干电池 (1)构造示意图
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锌筒 石墨棒 NH4Cl
(2)特点:放电之后不能充电,故称为一次电池。 2.充电电池——二次电池 (1)特点: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。 (2)实例: 铅酸蓄 电池、 镍氢 电池、 锂离子 电池 等。
【微思考2】原电池的电极材料都必须是金属吗?正极、负极材 料可以是同一种导电物质吗?
答案:原电池的电极材料可以是两种活动性不同的金属,也可以 是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)。在燃料电池中,电 极本身均不发生反应,故两极均可用惰性材料,如Pt电极。
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