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1、第二节化学能化学能与电能第二第二章章化学反化学反应与能量与能量学习目标定位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。第2课时发展中的化学电源内 容 索 引 一、常见的化学电源 当 堂 检 测二、原电池电极反应式的书写方法一、常见的化学电源1.锌锰干电池(1)锌锰干电池是以锌筒为 极，石墨棒为 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作_。负正电解质(2)锌锰电池是一次性电池，放电之后_充电，内部的氧化还原反应是_的。负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为2M
2、nO22NH4+2e=Mn2O32NH3H2O。不能不可逆Zn2e=Zn2改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；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 性锌锰电池。(3)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。碱(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的_反应，在充电时又_进行，_物重新转化为_物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。2.充电电池充电电池中能量的转化关系是氧化还原逆向生成反应充电化学能电能放电常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极是 ，正极是 ，电解质溶液是 ；(2)常见的充电电池铅蓄电
3、池PbPbO2硫酸溶液以 为负极，为正极，以 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；镍镉电池碱金属中的 是最轻的金属，活动性 ，是制造电池的理想物质。电池是新一代可充电的绿色电池。CdNiO(OH)KOHLi极强锂离子3.燃料电池(1)燃料电池是通过_与_分别在两个电极上发生_反应，将_能直接转化为_能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率 、能量转化率 。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 部，而是由外设装备提供 和 等。燃料气体氧气氧化还原化学电高高内燃料氧化剂(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的
4、电极反应如下：负极：_；正极：_；总反应：_。2H24OH4e=4H2O(氧化反应)O22H2O4e=2H2O2=2H2O 4OH(还原反应)归纳总结化学电池的基本类型(1)活泼金属作负极，被腐蚀或消耗，发生氧化反应，如锌锰干电池。(3)两电极均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如燃料电池。(2)两电极都参加反应，如铅蓄电池。活学活用1.下列有关电池叙述，正确的是()A.水果电池是高效环保的家用电池B.锌锰干电池是一种常用的二次电池C.锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极D.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄D 活学活用2.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的
5、原电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是()A.Pb是正极B.PbO2得电子，被氧化C.负极反应是PbSO42-2e=PbSO4D.电池放电时，溶液的酸性增强C 解析从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中Pb失去电子变为Pb2，发生氧化反应，因而Pb是负极；PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性减弱。返回返回二、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电极产物的影响。(1)锌锰干电池(ZnCNH4Cl)的负极是_，其负极反应特点
6、是_ _，负极反应式是_。Zn锌本身失去电子生成Zn2，Zn2与电解质溶液成分不反应Zn2e=Zn2(2)铅蓄电池(PbPbO2H2SO4)的负极是 ，其负极反应特点是_，负极反应式是 。(3)氢氧燃料电池(PtPtKOH)的负极是 ，其负极反应特点是_，负极反应式是 。PbPb失去电子生成Pb2，Pb2与电解质溶液中的SO42-反应生成PbSO4Pb2eSO42-=PbSO4PtPt为惰性电极，燃料氢气失去电子生成H，H与电解质溶液中的OH反应生成H2OH22e2OH=2H2O2.正极反应式的书写(1)首先判断在正极发生反应的物质当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极
7、反应的物质是 ；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，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，若参与反应也要书写叠加式。(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 ；铜锌原电池(ZnCuH2SO4)的正极反应式是 _。O22H2O4e=4OH2H2e=H2归纳总结书写原电池电极反应式时注意的问题(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离
8、难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。活学活用3.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A.Li是正极，电极反应为Lie=LiB.Li是负极，电极反应为Lie=LiC.MnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnO2-D.Li是负极，电极反应为Li2e=Li2活学活用答案答案 B 活学活用4.有人设计以铂和
9、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，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。(1)负极材料是_，电极反应为_。(2)正极材料是_，电极反应为_。O22H2O4e=4OH锌铂2Zn4e=2Zn2解析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，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O24e2H2O=4OH；负极的反应为2Zn4e=2Zn2。活学活用理解感悟根据原电池反应书写电极反应式若已知电池总反应式，要写电极反应式，一般处理方法是根据化合价变化规律先判断负极材料，负极材料若是金属则失
10、电子而变为相应的阳离子(注意：Fe失电子一般变为Fe2)，负极材料若是其他被氧化的物质，则失电子变为相应的氧化产物，然后再推断正极反应式，可利用总反应式与已知某一极的电极反应式作差推出。返回返回学习小结 返回返回当堂检测题号题号1.随着人们生活质量的不断提高，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.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极B12345解析回收电池的主要目的是防止对环境的污染。当堂检测题号题号2.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
11、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B12345解析电池中电子由负极流向正极，B项电子应从Zn电极流向Cu电极。当堂检测题号题号3.已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O；碳棒：O22H2O4e=4OH，据此判断，锌片是()A.正极，被还原 B.正极，被氧化C.负极，被还原 D.负极，被氧化12345D当堂检测题号题号A.该电池工作时电能转化为化学能B.该电池中电极a是正极C.外电路中电子由电极b通过导线 流向电极aD.该电池的总反应：2H2O2=2H2O4.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是()12345燃料电池是将化学能转化为电能a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极bD当堂检测题号题号5.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe24OH。负极反应式是_；正极反应式是_。123452H2OO24e=4OHFe2e=Fe2返回返回