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1、-化学电源导学案-第 7 页第二节、化学电源（导学案）主备人：白雪艳 参备人：范 玲 张会朋【三维目标】知识与能力：了解化学电源种类及其工作原理，知道化学电源在生产生活和国防中的应用过程与方法：通过化学电源的学习认识和理解电池的工作原理情感态度与价值观：通过学习化学电源的了解知道化学对社会的意义【自学导航】一、化学电池1概念：是将_直接转化为_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化学电池的分类及其特点：一次电池：活性物质消耗到一定程度就不能使用，如：普通的锌锰电池，碱性锌锰电池；二次电池：放电后可以再_使活性物质
2、获得再生，如：铅蓄电池、镍镉电池燃料电池：燃料_，氧化剂_，如：氢氧燃料电池3判断电池优劣的主要标准：(1)比能量：_所能输出电能的多少。(2)比功率：_所能输出功率的大小。(3)电池的可储存时间的长短。二、几种常见化学电池1一次电池(碱性锌锰电池)(1)构成：负极_，正极_，电解质_。(2)电极反应：负极：_ 正极：_总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)22二次电池(蓄电池)(1)构成：负极_、正极_，电解质_(2)工作原理放电：负极：_正极：_总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)充电时铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程
3、。阴极：_ 阳极：_ 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总反应方程式： _3燃料电池(1)工作原理连续地将_(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和_的化学能直接转换成电能。电极材料本身不发生氧化还原反应。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)氢氧燃料电池电极材料Pt，酸性电解质。电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_【思考交流】1、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？电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_2、电解质是NaCl溶液（中
4、性电解质）电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_3、电解质是熔融K2CO3(盐)电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_【注意事项】 介质对电极反应式的影响1、中性溶液反应物若是H得电子或OH失电子，则H或OH均来自于水的电离；2、酸性溶液反应物或生成物中均没有OH；3、碱性溶液反应物或生成物中均没有H； 4、水溶液中不能出现O2。【预习诊断】1、下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极2、锌锰干电池两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反应方程式可以表示为：Z
5、n2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O，下列结论正确的是()A放电时正极发生反应的物质为NHBZn为负极，碳为正极C工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极D.长时间连续使用该电池时，内装糊状物不会流出3关于铅蓄电池的说法正确的是()A在放电时，正极发生的反应是：Pb(s)SO(aq)=PbSO4(s)2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)【方法总结】 书写电极反应式注意点：1、正确写出化学方程式，找出氧化剂和还原剂，标出电子转移的方向和数目，确定正负极反应的物质；2、利用电荷
6、守恒分别写出电极反应式；3、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32形式存在）4、验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。5、溶液中不存在O2：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH【典例分析】LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。(3)S
7、OCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_ _。【活学活用】1在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。下列该电池的电极反应，正确的是()A负极反应为Zn2e=Zn2B负极反应为Zn2H2O2e=Zn(OH)22HC正极反应为2MnO22H2e=2MnOOHD正极反应为2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH2锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某
8、种锂电池的总反应式为：LiMnO2=LiMnO2。下列说法中正确的是()ALi是正极，MnO2是负极B放电时负极的反应：Lie=LiC放电时正极的反应：MnOe=MnO2D电池放电时，产生高锰酸根离子3科学工作者为心脏病患者设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体体液中含有的一定浓度的溶解氧、H和Zn2进行工作的。该电池工作时，正极的电极反应式为()AZn2e=Zn2 B2H2e=H2C4OH4e=O22H2O DO24H4e=2H2O【合作探究】1、甲烷燃料 电池电解质是HCl溶液（酸性电解质）电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_电解质是NaOH溶液（碱性电解质）电极反应：
9、负极：_ 正极：_总反应：_2、甲醇燃料电池电解质是HCl溶液（酸性电解质）电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_电解质是NaOH溶液（碱性电解质）电极反应：负极：_ 正极：_总反应：_【典例分析】(1)今有2H2O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的是_，正极通的是_，电极反应式分别为_、_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式分别为_、_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ _。(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：_、_。【高考链接】1科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷
10、通入以KOH为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为()ACH48e8OH=CO26H2O BO24H4e=2H2OCCH410OH8e=CO7H2O DO22H2O4e=4OH2下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池3甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O24H4e=2H2O。下列叙述中不正确的是 ()A负极的反应式为CH3OHH2O6e=CO26HB电池的总反应式是2CH3OH3O2=2CO24H2OC电池工作时，H由正极移向负极D电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入4科学家预言，燃料电池将是2l世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_。(2)此电池正极发生的电极反应式是_，负极发生的电极反应式是_。(3)电解液中的H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是_ _。