高中化學(xué)魯科版有機化學(xué)基礎(chǔ)第二章官能團(tuán)與有機化學(xué)反應(yīng)烴的衍生物 全國公開課

第二節(jié)化學(xué)能與電能第2課時發(fā)展中的化學(xué)電源基礎(chǔ)知識一、干電池干電池是一種電池，放電后不能再充電。（1）鋅錳電池負(fù)極：，電極反應(yīng)：正極：電極反應(yīng)：2NHeq\o(\s\up0(+),\s\do0(4))＋2e－=2NH3＋H2H2＋2MnO2=Mn2O3＋H2O電解質(zhì)：NH4Cl（2）堿性鋅錳電池：將鋅錳干電池的電解質(zhì)換成濕的，并在構(gòu)造上作了改進(jìn)。二、充電電池充電電池又稱電池，它在放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以______進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。（1）鉛蓄電池：正極材料為，負(fù)極材料為，電解質(zhì)為。負(fù)極反應(yīng)：。正極反應(yīng)：。蓄電池充電和放電時的總反應(yīng)式。（2）鎳鎘電池①組成負(fù)極材料：；正極材料：；電解質(zhì)溶液：。②電極反應(yīng)式：負(fù)極：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2正極：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O=2Ni(OH)2＋2OH－（3）鋰電池鋰作負(fù)極，其他導(dǎo)體作正極，鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功能耗電器的主流電源。負(fù)極反應(yīng)式為Li－e－=Li+。鋰電池質(zhì)量輕，污染少，被稱為綠色電池。三、燃料電池（1）原理：利用原電池的工作原理將和反應(yīng)所放出的直接轉(zhuǎn)化為。（2）與其他電池的區(qū)別反應(yīng)物由外設(shè)裝備提供和等。（3）氫氧燃料電池電池總反應(yīng)式：。①電解質(zhì)溶液為鹽酸時：負(fù)極：，pH。正極：，pH。總的溶液被稀釋，pH。②電解質(zhì)溶液為KOH溶液時：負(fù)極：，pH。正極：，pH?？偟娜芤罕幌♂專琾H。（4）甲烷氧氣燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通甲烷和氧氣。負(fù)極：正極：電極總反應(yīng)式：。典例導(dǎo)析【例1】市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+

的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：Li＋充電放電，下列說法不正確充電放電A．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li－e－=Li+B．充電時，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D．放電過程中Li+向負(fù)極移動【例2】銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2，下列說法中不正確的是（）A.原電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是ZnB.負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2C.工作時，負(fù)極區(qū)溶液酸性增強，正極區(qū)堿性增強D.溶液中OH－向正極移動，K+、H+向負(fù)極移動、課堂鞏固1.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)，下列有關(guān)電池的敘述正確的是（）A.鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(xì)B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)極被氧化D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅2.鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，碳棒：EQ\F(

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,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－。據(jù)此判斷，鋅片為（）A.正極，被還原B.正極，被氧化C.負(fù)極，被還原D.負(fù)極，被氧化3.下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（）A.

a電極是負(fù)極B.

b電極的電極反應(yīng)為4OH－=2H2O＋O2＋4e－C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置4.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如右圖裝置。下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接后，F(xiàn)e片上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的Cu2＋向銅電極移動5.有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：()實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a(chǎn)>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c6.上海世博會期間，在德國館的漢堡之家展館人們看到一個1∶20飛機燃料電池的模型。燃料電池是一種通過氫氧結(jié)合來發(fā)電的電化學(xué)裝置。某氫氧燃料電池的電池反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，電解液為KOH溶液。氫氧燃料電池的突出優(yōu)點是把________能直接轉(zhuǎn)化為__________能，而不用經(jīng)過________能這一中間形式。(1)下列有關(guān)氫氧燃料電池的敘述中正確的是()A．此電池能發(fā)出藍(lán)色火焰B．氫氣為正極，氧氣為負(fù)極C．因為生成水，所以工作時溶液的堿性越來越強D．負(fù)極上氫氣失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)(2)該電池所產(chǎn)生的水可以作為飲用水。現(xiàn)欲制得常溫下1L水，則電池內(nèi)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。A．×10－3molB．×10－2molC．×102molD．×103mol晨記關(guān)鍵知識點1．電極反應(yīng)方程式的書寫方法(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫①活潑金屬作負(fù)極(電極材料本身反應(yīng))生成的陽離子與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)時：M－ne－=Mn＋。若生成的陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，應(yīng)將“金屬失電子的反應(yīng)式”與“陽離子和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的反應(yīng)式”疊加寫出。②燃料電池(電極材料本身不反應(yīng))H2—O2(H2SO4)燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：H2－2e－=2H＋。H2—O2(KOH)燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：H2－2e－＋2OH－=2H2O?H2－2e－=2H＋；2H＋＋2OH－=2H2O。(2)正極反應(yīng)式的書寫①首先判斷在正極反應(yīng)的物質(zhì)當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液能反應(yīng)時，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解液中的某種粒子。當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)時，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的是溶解在電解液中的O2。燃料電池中正極反應(yīng)的物質(zhì)是作氧化劑的物質(zhì)。②根據(jù)具體情況書寫正極反應(yīng)式(也要考慮是否與電解液反應(yīng))H2—O2(H2SO4)的正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。H2—O2(KOH)的正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。2．書寫原電池電極反應(yīng)式時注意的問題(1)正確判斷原電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。(2)確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。(3)在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，提供該離子的電解質(zhì)無論電離難易如何，一律寫離子符號(而在原電池反應(yīng)中，要遵循離子方程式的書寫規(guī)則，只有易溶的強電解質(zhì)用離子符號表示)。答案基礎(chǔ)知識：略典例導(dǎo)析：【例1】根據(jù)鋰離子電池的電池反應(yīng)式為：Li+，可知，放電時，Li的化合價升高，被氧化，為原電池的負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e-=Li+；充電時，反應(yīng)逆向進(jìn)行，反應(yīng)物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，也可根據(jù)的Ni的氧化數(shù)由升高到，被氧化，部分Li+還原為Li，判斷出充電時，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)；由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料；原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動．

【解析】

A、放電時，負(fù)極反應(yīng)：Li-e-═Li+；正極反應(yīng)：+e-+Li+═，故A正確；

B、充電時，的Ni的氧化數(shù)由升高到，被氧化，部分Li+還原為Li，故B正確；

C、Li很活潑，會與水反應(yīng)，不能用水溶液，故C正確；

D、Li+向正極移動，故D錯誤；

故選：D．【例2】【解析】根據(jù)總反應(yīng)Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn（OH）2分析化