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1、2022年高中化學(xué) 第二節(jié) 化學(xué)電源教案 蘇教版必修2
【教學(xué)目的】1、鞏固有關(guān)原電池的原理
2、了解常見的原電池
【教學(xué)重點(diǎn)】常見的原電池
【教學(xué)難點(diǎn)】常見的原電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)
【教學(xué)過程】
〖復(fù)習(xí)〗把銅、鋅放入硫酸或硫酸銅溶液中,分別寫出其電極方程式和總方程式?
一、一次電池:用過以后不能復(fù)原的電池。
鋅-錳干電池
1、結(jié)構(gòu)及材料:鋅、石墨、MnO2、
C、NH4Cl。結(jié)構(gòu)見課本
2、電極反應(yīng):負(fù)極:Zn — 2e- = Zn2+
正極:2NH4++2e- = 2NH3 + H2
總反應(yīng)式:Zn+2NH4+ =Zn2+ +2
2、NH3 + H2
3、用于手電筒等的電源
二、二次電池:充電后能繼續(xù)使用的電池。
1、鉛蓄電池
(1)結(jié)構(gòu)及材料:鉛銻合金
板、 Pb、PbO2、1.25g/cn3~1.28g/cn3 的H2SO4、結(jié)構(gòu)見課本
(2)電極反應(yīng):負(fù)極:Pb + SO42— —2e- = PbSO4
正極:PbO2 + 4H+ +SO42— + 2e— = PbSO4 + 2H2O
總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(3)用于汽車等
充電時(shí):原電池的負(fù)極和電源的陰極相連,原電池的正極和電源的陽極相連
充電時(shí)的電極反應(yīng):
3、陰極: PbSO4+2e- = Pb + SO42—
陽極: PbSO4 + 2H2O - 2e— = PbO2 + 4H+ +SO42—
總反應(yīng):2PbSO4+2H2O = Pb+PbO2+2H2SO4
2、銀-鋅原電池
(1)材料:Zn、Ag2O、KOH溶液
(2)電極反應(yīng):負(fù)極:Zn +2OH-— 2e- = ZnO+H2O
正極:Ag2O+H2O+2e— = 2Ag+2OH—
總反應(yīng)式:Zn+Ag2O = ZnO+2Ag
(3)用于電子表、計(jì)算器等
3、鋰電池 ①材料:鋰等③④
② 用于電子表、電腦、心臟起搏器
三、燃料電池:氫-氧燃
4、料電池、甲烷燃料電池等
1、酸性氫-氧燃料電池
①材料:氫氣、氧氣、稀酸等
②電極反應(yīng):負(fù)極:2H2-4e- = 4H+
正極:O2 +4H+ +4e- = 2H2O
總反應(yīng)式:2H2+O2 =2H2O
2、堿性氫-氧燃料電池
①材料:H2、O2、KOH溶液
②電極反應(yīng):負(fù)極:2H2+4OH--4e- =4H2O
正極:O2+2H2O+4e- =4OH-
總反應(yīng)式:2H2+O2 = 2H2O
3、甲烷燃料電池
①材料:CH4、O2、堿
②電極反應(yīng):負(fù)極:CH4-8e+10OH-=CO32-+7H2O;
正極:2O2+8e+4H2O=8OH-
5、
總反應(yīng)式:CH4+2O2+2OH=CO32-+3H2O
【課后練習(xí)】
1、電子計(jì)算器和電子表的電池常用銀鋅原電池,其電極分別為Zn和Ag2O、電解質(zhì)溶液為KOHaq,負(fù)極反應(yīng)為:Zn +2OH-- 2e- = ZnO+H2O,總反應(yīng)為:Zn+Ag2O = ZnO+2Ag。
(1)該電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液的pH______(上升、下降、不變);
(2)該電池工作時(shí),電子由_____(Zn、Ag2O)極經(jīng)外電路流向____(正極、負(fù)極)。
(3)正極上發(fā)生的反應(yīng)為_________________。
2、廢舊電池是如何處理的?
6、
廢舊電池中含有多種金屬和酸、堿等。隨意丟失對環(huán)境和健康有影響。如Hg2+會污染地下水。另一方面電池中的有色金屬是寶貴的自然資源,所以對廢舊電池回收有利于保護(hù)環(huán)境和自然資源。
3、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷,下列敘述中正確
A.電池放電時(shí),電池負(fù)極周圍溶液的OH不斷增大B.電池放電時(shí),鎳元素被氧化
C.電池充電時(shí)。氫元素被還原 D.電池放電時(shí),H2是負(fù)極
4、鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用,它
7、的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是
A Cd(OH)2 B Ni(OH)2 C Cd D NiO(OH)
5、實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):
今若制得Cl20.050摩,這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是
(A)0.025摩 (B)0.050摩 (C)0.10摩 (D)0.20摩
6、.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是(1/2)H2+NiO(OH)=Ni(OH)2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷,下列敘述中正確的是A.電池放電時(shí),電池負(fù)極周圍溶液的OH不斷增大 B.電池放電時(shí),鎳元素被氧化
C.電池充電時(shí),氫元素被還原 D.電池放電時(shí),H2是負(fù)極
7、熔融鹽燃料電池具有高效發(fā)電效率,因而受到重視,可用K2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式:
(1)陽極反應(yīng)式:2CO+2CO32-=4CO2+4e-(2)陰極反應(yīng)式:(3)總電池反應(yīng)式: