4.1.2燃料电池 （导学案）（无答案）—— 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.1.2 氢氧燃料电池及电池反应式的书写
【主题研修目标】
1.知道化学电源的分类方法。
2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。
【研修核心问题】
1.知道化学电源的分类方法。
2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理以及电极反应式的书写
【原点整合】
【基础知识感知】
一、化学电池
1.化学电池的分类及其特点
2.化学电池的优点
具有_____________高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。
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。
4.化学电池回收利用：废旧电池中含_______、酸和碱等物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源。
二、化学电源的分类及工作原理
1．一次电池
一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫作干电池。一次电池不能充电，不能反复使用。
2.二次电池
(1)构造
(2)工作原理:铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(3)铅酸蓄电池的优缺点
①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，可多次充放电；生产生活中使用广泛。
②缺点：比能量低，笨重，废弃电池污染环境。
3.燃料电池
(1)定义：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。
(2)氢氧燃料电池的结构(如图)
(3)氢氧燃料电池的工作原理
负极：__失电子；正极：__得电子；电解质溶液：_________________。
种类 酸性 碱性
负极反应式 2H2－4e－===4H＋ ______________________
正极反应式 ____________________ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式 2H2＋O2===2H2O
【深入学习】银锌电池
种类特点 银锌电池
基本构造 负极：___
正极：____
电解质：KOH
工作原理 ________________________
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－
Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2
2.以CH3OH为燃料的燃料电池电极反应式的书写
（1）酸性介质
负极: ,
正极: .
(2)碱性介质：
负极: ,
正极: .
【课堂检测习题】
1.碱性电池具有容量大、放电电流大等特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，放电时电池总反应式为。下列说法错误的是( )
A.电池放电时，锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为
C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子，理论上锌的质量减少6.5g
2.电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别是和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为。下列说法正确的是( )
A.是正极，Zn是负极 B.Zn是正极，是负极
C.工作时，电池负极区溶液pH增大 D.工作时，电子由极经外电路流向Zn极
3.如图是铅酸蓄电池的构造示意图，下列说法错误的是( )
A.铅酸蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能
B.该电池工作时，电子由Pb板通过外电路流向板
C.该电池工作时，负极的电极反应式为
D.该电池工作时，移向Pb板
4.利用和的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池，则下列说法正确的是( )
①每消耗1 mol 可以向外电路提供
②负极上失去电子，电极反应式为
③负极上获得电子，电极反应式为
④电池放电过程中，溶液的pH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【课堂小结】电极反应式的书写注意：
①H+在碱性环境中不存在；
②O2ˉ在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH-；
本节课未解决的问题和疑难：