1、选修4第1章第3节 化学能转化为电能-电池第2课时化学电源导学案1【学习目标】【知识与技能】：1、了解电池的一般分类,2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用 3、掌握几种典型化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。【过程与方法】：引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识【情感态度与价值观】：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观【学习过程】1.化学电池是将化学能转变为 的装置。它包括 、 和 几大类。2.一次电池也叫 ，二次电池也叫 或 ，二次电池的优点是 。3.电池的主要优点有： 。一、一
2、次电池1一次电池的主要品种主要有 。2碱性锌锰干电池负极是 ，正极是 ，电解质是 。电极反应负极： ：正极： ：总反应 。锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,还原产物为Mn2O3 ,电解质是KOH溶液。随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。3锌银电池负极是 ，正极是 ，电解质是 。电极反应负极： ；正极： ；总反应 ；优点 。4锂电池负极是 ，正极是 ； 优点 。5水果电池ZnCu给你Al、Zn、Cu和一只苹果你能制成几种水果电池?二、二次电池1 铅蓄电池负极是 ，正极是 ，电解质是 。（1）铅蓄电池放电电极反应负极： ；正
3、极： ；总反应 优点 ；缺点 。（2）铅蓄电池充电电极反应负极： ；正极： ；总反应 。2上述反应的可逆反应方程式 。3镍氢（MH-Ni） 电池电池反应：1/2H2 + NiOOH = Ni(OH)2 负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O 正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH4铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。5当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用
4、。6锂电池：常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酸酰氯（SOCl2）中组成。总反应：8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO4 + 2S锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。7. 银锌电池钮扣电池银锌电池是一种纽扣式大容量电池，电极分别是Ag2O和 Zn 电解质溶液为 KOH溶液，电极反应式为： Zn 2e + 2OH =Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- =2Ag + 2OH- 总反应为： Zn + Ag2O + H2O =
5、2Ag + Zn(OH)2 三、燃料电池1燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的 直接转换戌 的化学电池。2氢氧燃料电池（1）燃料是 ，氧化剂是 ，电极材料用 ，用 电解质。（2）电池反应介质电池反应： 酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极（3）该电池的特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。3燃科电池的燃料还可用 。导学案参考答案1.电能、一次电池、二次电池、燃料电池。2.干电池、充电电池、蓄电池、重复使用。3.能量转换效率高，供能稳定可靠，可制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池组，使用方便，易于维护，可在各种环境下使用。一、一次电池1普通锌锰干电池、碱性锌
6、锰干电池、锌银电池、锂电池。2Zn、MnO2、KOH、负极是Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极是2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH 总反应Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O33Zn、Ag2O、KOH负极是Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极是Ag2O+ H2O + 2 e- = 2A g+ 2OH 总反应Zn +Ag2O=ZnO2A g优点：比能量大，电压稳定，储存时间长。4负极是Li、正极是MnO2、CuO、FeS2优点：比能量高、电压高、工作温度宽、储存时间长。二、二次电池1铅蓄电池负极是Pb、正极是PbO
7、2、电解质是硫酸，（1）铅蓄电池放电电极反应负极：Pb（s） + SO42- （aq）- 2e- = PbSO4正极：PbO2（s） + 4H+（aq）+ SO42（aq） + 2e- =PbSO4（s） + 2H2O（I）总反应PbO2（s） + Pb（s） +2H2SO4（aq） = 2PbSO4 （s）+ 2H2O（I）优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉缺点：比能量低、笨重、废弃会污染环境。（2）铅蓄电池充电电极反应负极：PbSO4 （s）+2e = Pb（s） + SO42- （aq）正极：PbSO4（s） + 2H2O（I）- 2e-= PbO2（s）+ 4H+（aq）+
8、SO42（aq）总反应PbSO4（s） + 2H2O（I）= Pb（s）PbO2（s）+2H2SO4（aq） 22Pb（s）PbO2（s）+2H2SO4（aq）PbSO4（s） + 2H2O（I） 三、燃科电池1化学能、电能。2（1）氢气、氧气。酸性物质。（2）介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极H2 - 2e- = 2H+ 正极1/2O2 + 2H+ + 2e-= H2O中性负极H2 - 2e- = 2H+正极1/2O2 + 2H+ + 2e-= H2O碱性负极H2 +2OH- 2e- = 2H2O 正极1/2O2 + H2O + 2e-= 2OH3烃、肼、甲醇、氨、煤气等。四
9、、检测题1. 2014年RSC Advances报道了一种全陶瓷固体氧化物铁空气电池，工作原理如下图所示:下列说法正确的是（ ）A. 该电池常温下可稳定工作B. 放电时，电能转变为化学能C. 充电时，阳极发生反应：4OH4e=2H2O + O2D. 放电时，负极室发生反应：Fe + xH2O(g)FeOX+xH2，负极发生反应：H2+O22e=H2O2. 国科学家发明的尿素微生物电池的反应为：2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2+2N2+4H2O，电池装置如图所示。下列说法正确的是（ ）A. 该装置能够在高温下工作B. 微生物促进了反应中电子的转移C. 装置工作时，电能转变为化学能D. 装
10、置工作时，电子由电极a沿导线流向电极b3. 热电池是一种可长期储备电能的电池，高氯酸钾广泛用于热电池。铁和高氯酸钾反应提供的能量使盐熔化导电，从而激活电池。铁和高氯酸钾的热电池反应为：KClO4(s)4Fe(s) = KCl(s)4FeO(s)H ，下列说法合理的是（ ）A. H0且参与反应的高氯酸钾越多，H的值越小B. 在该热电池中，铁为负极，发生还原反应C. 正极反应式为KClO4(s)8e- = KCl(s)4O2-(l)D. 生成1 mol FeO时转移8 mol电子4. 氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，以KOH溶液作电解质，下列叙述中不正确的是（ ）A. H2在负极发生氧
11、化反应B. 燃料电池的化学能可以全部转化为电能C. 产物为无污染的水，属于环境友好电池D. 供电时的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O5.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是（ ）A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH2e=Fe(OH)2C. 电池放电过程中，阴离子向负极移动D. 电池放电时，正极发生氧化反应参考答案1. 【解析】A. 由于是固体熔融的电解质，则该电池常温下不可能稳定工作，A错误；B. 放电时是原电池，化学能转变为电
12、能，B错误；C. 充电时，阳极发生反应是原电池中正极反应的逆反应。即：2O22e=O2，C错误；D. 放电时负极发生失去电子的氧化反应，则负极室发生反应：Fe + xH2O(g)FeOX+xH2，负极发生反应：H2+O22e=H2O，D正确，答案选D。【答案】D2. 【解析】A、微生物在高温下失去生理活性而没有催化活性，选项A错误；B、微生物作为催化剂促进了反应中电子的转移，选项B正确；C、该装置为原电池，原电池是把化学能转化为电能的装置，选项C错误；D、在a极氧气得电子转化为水应该为正极，电子由负极b极流向正极a极，选项D错误。答案选B。本题考查了原电池原理的应用，注意掌握电极方程式的书写是
13、解决本题的关键，注意原电池中离子的定向移动和电子的移动方向。【答案】B3. 【解析】热化学方程式中反应热值只与化学计量数有关，和参与反应物的量无关，故A错误；铁为负极，发生氧化反应，故B错误；原电池的正极发生还原反应，熔融盐可传递氧离子，正极反应式为KClO4（s）+8e-KCl（s）+4O2-（l），故C正确；根据热电池反应：KClO4（s）+4Fe（s）KCl（s）+4FeO（s），生成1molFeO转移2mol电子，故D错误。【答案】C4. 【解析】A、氢气被氧化，应在原电池的负极发生反应，故A正确；B、氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达1
14、00%，故B错误；C、氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，且能量转化率高，故C正确；D、电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O22H2O，故D正确；故选B。本题考查原电池的组成以及工作原理，题目难度不大，注意电极反应式以及能量的转换形式，注意燃料电池的能量转化率不能达到100%，为易错点。解题关键：根据电极反应式知，氢氧燃料碱性电池中，通入氢气的电极是负极，氢气被氧化生成水，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，电池反应式为2H2+O2=2H2O。【答案】B5. 【解析】A、根据电池总反应，电解液为碱性溶液，根据原电池的工作原理，正极上得到电子，化合价降低，负极上失去电子，化合价升高，因此Fe为负极，Ni2O为正极，故A说法正确；B、根据电池总反应，负极反应式为Fe2e2OH=Fe(OH)2，故B说法正确；C、根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故C说法正确；D、根据A选项分析，正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，故D说法错误。【答案】D
