第二節(jié)《化學(xué)能與電能》第2課時

第2課時

發(fā)展中的化學(xué)電源自主閱讀自主檢測一、干電池——一次性電池特點:放電后不能再充電。自主閱讀自主檢測二、充電電池——二次電池特點:在放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時可以逆向進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。三、燃料電池1.原理:利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。2.與其他電池的區(qū)別:由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。自主閱讀自主檢測1.判斷下列說法是否正確。正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)手機上用的鋰離子電池屬于二次電池。(

)(2)鋅錳干電池中,鋅電極是正極。(

)(3)甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)。(

)解析:(1)鋰離子電池是可充電的二次電池。(2)鋅錳干電池中,鋅電極失電子,是負(fù)極。(3)燃料電池中,通入甲烷的一極為負(fù)極,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2。答案:(1)√

(2)×

(3)×自主閱讀自主檢測7化學(xué)電池一次性電池：如干電池二次電池（可充電電池）：鉛蓄電池等燃料電池：氫氧燃料電池二、發(fā)展中的化學(xué)電源81、干電池（鋅錳電池）負(fù)極：Zn–2e-==Zn2+正極：2NH4++2MnO2+2e-

==2NH3+Mn2O3+H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O干電池（負(fù)極）（正極）鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等9總反應(yīng)：

Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb+SO42--2e-

==PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-

==PbSO4+2H2O2、充電電池已知：PbSO4難溶于水103、燃料電池：正極：O2+2H2O+4e-==4OH-2H2+O2==2H2O4e-負(fù)極：2H2–4e-==4H+⑴氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2+O2==2H2OH2O211

改變?nèi)剂险龢O：2O2+4H2O+8e-==8OH-負(fù)極：CH4+10OH-–8e-==CO32-+7H2OCH4+2O2==CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-==CO32-+2H2OCH4總反應(yīng)：12燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池重難點一重難點二重難點一常見化學(xué)電源的特點

情景引入討論探究

1.你知道鉛蓄電池中的正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液是什么嗎?提示:負(fù)極:Pb;正極:PbO2;電解質(zhì)溶液:稀硫酸。2.燃料電池電極有什么特點?提示:兩個電極一般都是惰性電極,本身不包含活潑性物質(zhì),只是一個催化轉(zhuǎn)換元件。重難點一重難點二知識點撥幾種電池的特點

重難點一重難點二典例引領(lǐng)例題1下列有關(guān)電池的敘述不正確的是(

)A.水果電池是方便實用的家用電池B.鉛蓄電池是一種常用的二次電池C.氫氧燃料電池是一種高效、無污染的發(fā)電裝置D.鋅錳干電池工作一段時間后,鋅外殼逐漸變薄解析:水果電池產(chǎn)生的電流非常微弱且不能連續(xù)長時間放電,不能作為家用電池;鉛蓄電池是一種常用的二次電池,氫氧燃料電池產(chǎn)物為水,無污染;鋅錳干電池工作時,Zn放電被消耗,故工作一段時間后鋅外殼會逐漸變薄,B、C、D三項正確,A項錯誤。答案:A重難點一重難點二重難點一重難點二成功體驗1

下列說法正確的是(

)

A.鎳氫電池、鋰電池和堿性鋅錳干電池都是二次電池B.燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電池C.化學(xué)電池的反應(yīng)基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)D.鉛蓄電池放電的時候正極材料是Pb,負(fù)極材料是PbO2解析:堿性鋅錳干電池是一次電池;燃料電池是一種高效且不會污染環(huán)境的新型電池;鉛蓄電池放電的時候正極材料是PbO2,負(fù)極材料是Pb。答案:C重難點一重難點二典例引領(lǐng)例題2導(dǎo)學(xué)號32640056某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)見下圖,電池總反應(yīng)可表示為2H2+O2 2H2O,下列有關(guān)說法正確的是

(

)A.電子通過外電路從b極流向a極B.b極上的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,消耗1.12L的H2D.H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極重難點一重難點二重難點一重難點二成功體驗2

鋰電池是一代新型高能電池,它以能量密度大而受到普遍重視,目前已成功研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2 LiMnO2,下列說法正確的是(

)

解析:根據(jù)原電池中,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),再結(jié)合總反應(yīng)可知,Li失去電子生成Li+被氧化,為負(fù)極;MnO2得到電子被還原,為正極。答案:B重難點一重難點二成功體驗3

導(dǎo)學(xué)號32640057可用于電動汽車的鋁—空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負(fù)極,空氣中的O2為正極反應(yīng)物。下列說法正確的是(

)1234561.廢電池處理不當(dāng)不僅造成浪費,還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,對人體健康也存在極大的危害。某同學(xué)想變廢為寶,他的以下想法你認(rèn)為不正確的是(

)A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制氫氣B.石墨棒取出洗凈用作電極C.把銅帽取下洗凈回收利用D.電池內(nèi)部填有NH4Cl等化學(xué)物質(zhì),將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用解析:電池內(nèi)部的黑色糊狀物中含有重金屬離子,能污染水和土壤。答案:D1234562.下列有關(guān)電池的說法不正確的是(

)A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅錳干電池中,鋅電極是負(fù)極解析:手機用的電池是可充電電池,A項正確。銅鋅原電池,Cu為正極,Zn為負(fù)極,外電路中電子由負(fù)極流向正極,B項錯誤。燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,C項正確。鋅錳干電池,Zn為負(fù)極,D項正確。答案:B1234563.據(jù)報道,氫氧燃料電池公交汽車已經(jīng)駛上北京街頭。下列說法正確的是(

)A.電解水制取氫氣是理想而經(jīng)濟(jì)的制氫方法B.發(fā)展氫氧燃料電池汽車不需要安全高效的儲氫技術(shù)C.氫氧燃料電池汽車的使用可以有效減少城市空氣污染D.氫氧燃料電池把氫氣燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)化為電能解析:電解水制備氫氣需要大量的電能,所以A項錯誤;氫氣屬于易燃?xì)怏w,容易發(fā)生危險,所以需要考慮安全高效的儲氫技術(shù),B項錯誤;氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,產(chǎn)物為水,對環(huán)境沒有污染,C項正確,D項錯誤。答案:C1234564.下圖是氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖。關(guān)于該電池的說法不正確的是(

)A.a極是負(fù)極B.供電時的總反應(yīng)為2H2+O2 2H2OC.電子由b通過燈泡流向aD.氫氧燃料電池是環(huán)保電池解析:a電極發(fā)生反應(yīng):H2-2e- 2H+,故電子應(yīng)由a通過燈泡流向b。答案:C1234565.愛迪生蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)為Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,下列對該蓄電池的推斷錯誤的是(

)①放電時,Fe參與負(fù)極反應(yīng),NiO2參與正極反應(yīng)②放電時,電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動③放電時,Fe在負(fù)極上反應(yīng)生成Fe(OH)2和H+

④該蓄電池的電極必須浸入某種堿性電解質(zhì)溶液中A.①④ B.②③ C.③④ D.①②解析:根據(jù)電池總反應(yīng)方程式可知,放電時Fe失去電子化合價升高,Ni由+4價降到+2價,①正確;放電時,電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動,②錯誤;放電時的生成物是氫氧化物,溶液不可能顯酸性,故負(fù)極上的電極反應(yīng)式為Fe+2OH--2e- Fe(OH)2,③錯誤;因為該電池中含有氫氧化物,故電解質(zhì)溶液是堿性溶液,④正確。答案:B1234566.Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛,其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是

。電池工作時,電子流向

(填“正極”或“負(fù)極”)。

(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會加速其電極的腐蝕,其主要原因是

。