2018高中化学第四章电化学基础第二节化学电源导学案新人教版选修

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1、第二节　化学电源[学习目标定位]　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。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。一　化学电池1.原电池的设计与判断(1)依据Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑设计原电池，可选用铁片作负极，铜片(或石墨)作正极，用导线连接后，置于电解质溶液稀硫酸中。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，也能构成原电池，其电极反应式：负极为Cu－2e－===Cu2＋；正极为2Fe3＋＋2e－===2F

2、e2＋。(3)若(2)题中电极材料选铜和铁，则电极反应式：负极为Fe－2e－===Fe2＋，正极为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，其电池总反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。以上三种电池并不能提供稳定的电流，为了能提供稳定的电流，人们根据原电池的原理，设计了多种多样的化学电池。2.化学电池是将化学能转化成电能的装置。其种类很多，常分为以下三类。请你举出生活中常见的电池，并将其分类填入下表。种类特点(分类依据)实例一次电池放完电以后不能再使用普通锌锰电池、碱性锌锰电池二次电池充电、

3、放电可循环进行铅蓄电池、镍氢电池燃料电池可通过不断充入燃料、氧化剂，连续使用氢氧燃料电池、CH4燃料电池归纳总结化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，分为一次电池、二次电池(充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。1.下列说法错误的是(　　)A.依据原电池的原理设计出了化学电源B.原电池是化学电源的雏形C.判断电池的正负极只需看其正负极材料的活泼性13D.氧化还原反应所释

4、放的化学能，是化学电源的能量来源答案　C解析　判断电池的正负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。2.下列说法中错误的是(　　)A.化学电池是将化学能转变成电能的装置B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护D.废旧电池可以随意丢弃答案　D二　常见的化学电池1.一次电池(1)碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液。已知该电池总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，

5、则①负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，②正极反应式：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。(2)锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag判断：①负极是Zn，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；②正极是Ag2O，电极反应式是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。2.二次电池铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。已知铅蓄

6、电池的放电反应和充电反应表示如下：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(1)请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)；正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。(2)放电过程中，电解质溶液的pH变大，理由是H2SO4不断被消耗，使c(H＋)减小，pH增大。3.燃料电池(1)氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别

7、在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应13介质负极反应式正极反应式酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O中性2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体。若用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲醇(CH3OH)和氧气，发生原

8、电池反应。在负极发生氧化反应的是CH3OH，其最终产物是H2O、CO，负极反应式是2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O；正极反应式是3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；总反应式是2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O。归纳总结1.常见化学电池的比较(1)一次电池：活泼金属作负极，参与电极反应，放电完成后，不能再使用。(2)二次电池：两电极都参与电极反应，可充电、放电，循环使用。(3)燃料电池：两电极都不参与电极反应，不断充入