新高中化学2.2发展中的化学电源(第2课时)课时作业新人教版必修2.doc

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1、第2课时发展中的化学电源[目标导航]　1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。一、常见的化学电源1．锌锰干电池(1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。(2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2

2、O。(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。2．充电电池(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：化学能电能。(2)常见的充电电池①铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，17使用方便安全

3、。②镍镉电池以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。3．燃料电池(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池

4、的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。【议一议】1．判断正误(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。(　　)(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。(　　)(3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化。(　　)(4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×17二、原电池电极反应式的书写方法1．负极反应式的书写先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对

5、电极产物的影响。(1)锌锰干电池(Zn—C—NH4Cl)的负极是Zn，其负极反应特点是锌本身失去电子生成Zn2＋，Zn2＋与电解质溶液成分不反应，负极反应式是Zn－2e－===Zn2＋。(2)铅蓄电池(Pb—PbO2—H2SO4)的负极是Pb，其负极反应特点是Pb失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与电解质溶液中的SO反应生成PbSO4，负极反应式是Pb－2e－＋SO===PbSO4。(3)氢氧燃料电池(Pt—Pt—KOH)的负极是Pt，其负极反应特点是燃料氢气在惰性电极(Pt)上失去电子生成H＋，H＋与电解质溶液中的OH－反应生成H2O，负极反应式是

6、H2－2e－＋2OH－===2H2O。2．正极反应式的书写(1)首先判断在正极发生反应的物质①当负极材料与电解质溶液能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能自发的发生氧化反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。(2)然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应要叠加在一起书写。(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中，其正极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；铜锌原电池(Zn－Cu－H2SO4

7、)的正极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。【议一议】2．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，17它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。请讨论解答：(1)负极材料是________，电极反应为___________________________________。(2)正极材料是________，电极反应为__________________________________。答案　(1)锌　2Zn－4e－===2Zn2＋(2)铂　O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析　以铂和锌为电极材料，植入人体做

8、某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为