化学电源教学设计.doc

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1、化学电源教学设计课　标　解　读重　点　难　点1.了解电池的分类、特点及适用范围。2.了解几类化学电池的构造、原理。3.了解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害。1.一次、二次、燃料电池的构造及工作原理。(重点)2.原电池电极反应式的书写。(重难点)化学电源1.概念：是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。2．类型常见的几种化学电池1.一次电池(碱性锌锰电池)(1)构成：负极Zn，正极MnO2，电解质KO

2、H。(2)电极反应：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)22．二次电池(蓄电池)(1)构成：负极Pb、正极PbO2，电解质H2SO4溶液(2)工作原理①放电：负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(

3、aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)②充电时铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)；阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)；总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。3．燃料电池(1)工作原理①连

4、续地将燃料(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和氧化剂的化学能直接转换成电能。②电极材料本身不发生氧化还原反应。③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。(2)氢氧燃料电池①电极材料Pt，酸性电解质。②电极反应：负极：H2－2e－===2H＋正极：O2＋2H＋＋2e－===H2O总反应：H2＋O2===H2O若把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质，其电极反应式怎样写？【提示】　负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O正极：O2＋2H2O＋4e

5、－===4OH－总反应：2H2＋O2===2H2O1．根据装置书写电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。(2)电极反应式的书写。负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子，若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。正极：阳离子得到电子生成单质，或O2得到电子。若反应物是O2，则：电解质是碱性或中性溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。电解质是酸性溶液：O2

6、＋4H＋＋4e－===2H2O。(3)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2．给出总反应式，写电极反应式分析反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)→选择一个简单的变化情况去写电极反应式→另一极的电极反应直接写出或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下：(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2molH2失掉4mol电子，初步确定负极

7、反应式为2H2－4e－===4H＋。(2)根据电解质溶液为碱性，与H＋不能共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式中，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。(3)用总反应式2H2＋O2===2H2O减去负极反应式得正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。3．可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。(1)原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高。(2)原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对

8、应元素化合价降低。书写电极反应式应注意电解质溶液的影响。(1)中性溶液反应物中无H＋或OH－。(2)酸性溶液反应物，生成物均无OH－。(3)碱性溶液反应物，生成物中均无H＋。(4)水溶液不能出现O2－。例1．(1)今有2H2＋O2KOH,2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是______，电极反应式分别为______________、______________。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为______