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1、2022年高中化學 化學電源教案 新人教版選修4
【學習目標】
1、了解常見電源,認識化學能轉(zhuǎn)化為電能的實際應(yīng)用
2、理解常見化學電源工作原理,初步掌握部分化學電源電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式的書寫
【學習過程】一 個體自研
復(fù)習回顧:1、寫出以下原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。
2、
2、歸納如何判斷原電池的負極?(口述)
3、簡要說明鹽橋在原電池中的作用。
閱讀自測:
一、化學電池
1.電池的分類
2.一次電池與二次電池的不同點
(1)一次電池的活性物質(zhì)(發(fā)生 的物質(zhì))消耗到一定程度就不能使用了,如普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池。
(2)二次電池又稱充電電池或蓄電池。放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類電池可以多次重復(fù)使用,如 等。
二 師
3、生共研
二、常見電池
1、堿性鋅錳干電池
已知堿性鋅錳干電池總反應(yīng)為:Zn + 2 MnO2 + 2 H2O = 2 MnOOH + Zn(OH)2,
寫出電極反應(yīng):
負極: 。
正極: 。
思考:為什么負極不寫成Zn—2e-=Zn2+ ?
小結(jié):
2、銀鋅紐扣電池
銀鋅紐扣電池的負極是Zn,正極是Ag2O,
電解質(zhì)是KOH,寫出電極反應(yīng)。
負極:
4、 。
正極: 。
總反應(yīng): 。
3、鉛蓄電池
鉛蓄電池是由兩組平行排列的柵狀鉛合金作為主架,
正極上覆蓋PbO2,負極上覆蓋Pb,電解質(zhì)是硫酸。
總反應(yīng):Pb + PbO2 + 2H2O === 2PbSO4 + 2H2O
負極:
5、 。
正極: 。
[問題思考]隨著放電反應(yīng)進行,硫酸濃度如何變化?
4、燃料電池
燃料電池是一類新型的電池,燃料電池根據(jù)電解質(zhì)溶液一般分成堿性和酸性。燃料電池的氧化劑和還原劑不是全部儲藏在電池內(nèi),而是在工作是不斷從外界輸入,同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池,因此,燃料電池能連續(xù)不斷提供電能。
(1)氫氧燃料電池:
①酸性介質(zhì)
負極:
6、 。
正極: 。
總反應(yīng): 。
②堿性介質(zhì)
負極: 。
正極: 。
總反應(yīng): 。
(2)甲烷燃料電池
酸性(H2SO4)
堿性(KOH)
負極反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
7、
電池反應(yīng)式
注意:1、燃料電池一般燃料作負極,氧氣作正極
2、甲烷、乙醇等燃料電池一般酸性介質(zhì)產(chǎn)生CO2,堿性介質(zhì)產(chǎn)生CO32-或HCO3-
5、海水電池
1991年我國首創(chuàng)的以鋁—空氣—海水電池為能源的新型海水標志燈,它以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧使鋁氧化而不斷產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水中數(shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的光,其能量比干電池高20~50倍。電極反應(yīng)為:
負極: 。
正極: 。
總反應(yīng):4Al+ 3O2+6H2O =
8、4Al(OH)3
實戰(zhàn)演練:
1、下列有關(guān)電池的說法不正確的是( )
A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池
B.銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極
C.甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能
D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極
2、一種新型燃料電池,它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中,然后分別向兩極通入甲烷和氧氣,發(fā)生的反應(yīng)類似于甲烷的燃燒。有關(guān)此電池的推斷正確的是( )
A.通甲烷的電極為負極,電極反應(yīng)式為:CH4+10 OH——8 e— = CO32—+7H2O
B.通O2的電極為負極,電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4 e— = 4 OH—
C.放電一段時
9、間后,KOH的物質(zhì)的量濃度不變
D.放電一段時間后,KOH的物質(zhì)的量濃度減小
3、蓄電池在放電時起原電池的作用,在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng):
Fe+NiO2+2H2O放電
充電
Fe(OH)2+Ni(OH)2
下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是( )
A.放電時,F(xiàn)e是負極,NiO2是正極
B.蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中
C.放電時,負極上的電極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
D.放電時,電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極方向移動
4、.LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點,可
10、用于電動汽車。電池反應(yīng)為FePO4+Li放電
充電
LiFePO4,電池的正極材料是LiFePO4,負極材料是石墨,含Li+導電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是( )
A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性
B.放電時電池內(nèi)部Li+向負極移動
C.充電過程中,電池正極材料的質(zhì)量增加
D.放電時電池正極反應(yīng)為:FePO4+Li++e-===LiFePO4
5、某新型可充電電池,能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)式為3Zn+2K2FeO4+8H2O放電
充電
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,以下說法不正確的是( )
A.
11、放電時負極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
B.放電時正極反應(yīng)式為FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-
C.放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被氧化
D.充電時陽極附近的溶液的堿性減弱
6、固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。
下列判斷正確的是( )
A.有O2參加反應(yīng)的a極為電池的負極
B.b極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-===H2O
C.a(chǎn)極對應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-
D.該電池的總反應(yīng)式為2H2+O22H2O