2020高中化学第四章电化学基础第二节化学电源教案新人教版选修4.docx

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1、第二节　化学电源[明确学习目标]　1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。2.了解几类化学电池的构造、原理。3.掌握原电池电极反应式及总反应方程式的书写。一、化学电池　一次电池1．化学电池(1)概念：化学电池是将化学能变成电能的装置。(2)化学电池的分类化学电池2．常见的一次电池——碱性锌锰电池(1)组成：碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH。(2)工作原理负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2二、二

2、次电池　燃料电池1．二次电池——铅蓄电池(1)铅蓄电池的构造(2)铅蓄电池的工作原理放电和充电是不同条件下的正、逆反应过程：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)铅蓄电池放电的电极反应如下：负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应)(3)铅蓄电池的优缺点①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产生活中应用广泛。②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。2．

3、氢氧燃料电池(1)组成：电极材料为Pt，负极通入H2，正极通入O2，电解质是H2SO4。(2)工作原理负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O总反应：2H2＋O2===2H2O(3)优点：①能量转换率超过80%，远高于普通燃烧过程。②污染小，被誉为“绿色”发电站。1．能做化学电池的原电池具有的条件是什么？提示：只有能持续地提供稳定电流的原电池才能做化学电池。这就要求原电池工作时，原电池反应的速率几乎不变，即电解质溶液中离子的浓度几乎不变，如碱性锌锰电池工作时c(OH－)变化不大。2．氢氧燃料电池的电解质改为KOH时的两极反应式怎

4、么写？提示：若改为碱性环境时，两极反应式书写时要注意没有H＋生成和消耗，而有OH－生成和消耗，其两极反应式为：正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O。一、化学电池　一次电池　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．化学电池(1)分类种类特点(分类依据)实例一次电池活性物质消耗到一定程度就不能再使用普通锌锰电池、碱性锌锰电池二次电池可以再充电使活性物质获得再生，可多次重复使用铅蓄电池燃料电池可通过不断充入还原剂、氧化剂连续使用氢氧燃料电池、甲烷燃料电池(2)优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。②可以制

5、成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。2．一次电池一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。(1)特点一次电池不能充电，不能反复使用。(2)常见的一次电池种类特点　　碱性锌锰电池银锌电池基本构造负极：Zn正极：MnO2电解质：KOH负极：Zn正极：Ag2O电解质：KOH工作原理负极反应Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极反应2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－总反应Zn＋2MnO2

6、＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag性能与适用范围比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电[即时练]1．废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。其首要原因是(　　)A．为了利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极答案　B解析　废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。2．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作

7、为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸内的离子“流过”水与氯化锌组成的电解液。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是(　　)A．该电池的正极为锌B．该电池反应中二氧化锰起催化作用C．当0.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023D．电池正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－答案　D解析　由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B两项错误；电子只能经外电路流动，C项错误；电池负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===

8、ZnO＋H2O，用总反应式减去负极反应