化学：2.3.2《化学电源》学案（苏教版必修2）
文档属性
| 名称 | 化学：2.3.2《化学电源》学案（苏教版必修2） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 33.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-05 08:25:00 | ||
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第三单元 化学能与电能的转化
化学电源
【我思我学】
查一查
1. 常用的化学电源有哪些？你能理解它们工作原理吗
2. 化学能与电能相互转化有何实际意义？
想一想21世纪教育网
什么是一次电池、二次电池 请你举出相关的例子。
【同步导学】
一、评价要点
1．常见化学电池有 电池、 电池、 电池、 电池、
电池、 电池。
2． 在氢氧燃料电池中（KOH溶液做电解质溶液），氢气在 极发生 反应，电
极反应式为 ；氧气在 极发生 反应，电极反应式为 。
二、方法指引
化学电源有一次电池和二次电池之分，一次电池用过后不能复原，二次电池充电后能继续使用。一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用；而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。
三、典型例题21世纪教育网
1. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为 ，
此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （ ）
解析：因为放电发生Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的反应，负极失去电子，发生氧化反应，做还原剂，因此负极为Zn,答案为D
2. （海水电池）1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3,则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应
正极反应 。
解析：Al 、O2（空气）之间的氧化还原反应为：4Al + 3O2 = Al2O3.将该反应与原电池原理、铝的导电性等知识进行综合分析可知，铝既是负极产物，又是反应材料，O2是正极反应物，正极材料应该选择还原性比铝弱的导电性强的材料，如石墨等
铝、O2的氧化反应、还原反应分别为：Al – 3e- = Al3+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
答案：铝 石墨 负极反应：Al – 3e- = Al3+，O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
【随堂检学】21世纪教育网
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．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其它物品
D．回收其中石墨电极
2. Li-Cd池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O
由此可知,该电池放电时的负极材料是 ( )
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)
3. 电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液，电极总反应为：Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag.下列叙述正确的是( )
A．Zn是正极, Ag2O是负极 B．Zn是负极, Ag2O是正极
C．工作时负极区溶液的pH增大 D．工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
4.据报道，美国在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点其电池反应为：2Zn + O2 = 2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确是 ( )
A． 锌为正极，空气为负极反应
B． 负极还原反应，正极氧化反应
C． 负极的电极反应为：Zn - 2 e- + 2OH- = ZnO + H2O
D． 电池工作时溶液的pH降低
5.微型纽扣电池在现代生活中有广泛使用，有一种银锌电池其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O
Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-根据上述反应式，判断下列叙述正确的是 ( )
A．在使用过程中，电极负极区溶液的pH减小
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
6. 将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，即构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O;通入氧气的另一极，其电极反应式是2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-,下列叙述正确的是 ( )
A．通入甲烷的电极为正极 B．正极发生氧化反应
C．该电池使用一段时间后应补充氢氧化钾
D．燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动
7.铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的反应方程式为：
PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O试分别写出其电极反应式。请写出放电时的电极反应。
21世纪教育网
【活用所学】
8. 航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境的优点，氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为：
2H2 + O2 = 2H2O, 酸式氢—氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2H2 — 4e- = 4H+，则其正极反应为 ，碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,则其负极反应为 。
9. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：正极反应式：2CO + 2CO32- = 4CO2 + 4e-
负极反应式：
总电池反应式：
参考答案
1.B 2.C 3.B 4.C 5.AC 6.C
7.负极 Pb－2e- + SO42- = PbSO4 正极 PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O
8. 4H+ + O2 + 4e- = 2H2O 2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O
9.负极反应式：2CO2 ＋ O2 ＋4e- = 2CO32-
总反应式：2CO ＋ O2 = 2CO2
充电
放电
充电
放电
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
第三单元 化学能与电能的转化
化学电源
【我思我学】
查一查
1. 常用的化学电源有哪些？你能理解它们工作原理吗
2. 化学能与电能相互转化有何实际意义？
想一想21世纪教育网
什么是一次电池、二次电池 请你举出相关的例子。
【同步导学】
一、评价要点
1．常见化学电池有 电池、 电池、 电池、 电池、
电池、 电池。
2． 在氢氧燃料电池中（KOH溶液做电解质溶液），氢气在 极发生 反应，电
极反应式为 ；氧气在 极发生 反应，电极反应式为 。
二、方法指引
化学电源有一次电池和二次电池之分，一次电池用过后不能复原，二次电池充电后能继续使用。一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用；而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。
三、典型例题21世纪教育网
1. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为 ，
此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （ ）
解析：因为放电发生Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的反应，负极失去电子，发生氧化反应，做还原剂，因此负极为Zn,答案为D
2. （海水电池）1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3,则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应
正极反应 。
解析：Al 、O2（空气）之间的氧化还原反应为：4Al + 3O2 = Al2O3.将该反应与原电池原理、铝的导电性等知识进行综合分析可知，铝既是负极产物，又是反应材料，O2是正极反应物，正极材料应该选择还原性比铝弱的导电性强的材料，如石墨等
铝、O2的氧化反应、还原反应分别为：Al – 3e- = Al3+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
答案：铝 石墨 负极反应：Al – 3e- = Al3+，O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
【随堂检学】21世纪教育网
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．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其它物品
D．回收其中石墨电极
2. Li-Cd池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O
由此可知,该电池放电时的负极材料是 ( )
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)
3. 电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液，电极总反应为：Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag.下列叙述正确的是( )
A．Zn是正极, Ag2O是负极 B．Zn是负极, Ag2O是正极
C．工作时负极区溶液的pH增大 D．工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
4.据报道，美国在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点其电池反应为：2Zn + O2 = 2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确是 ( )
A． 锌为正极，空气为负极反应
B． 负极还原反应，正极氧化反应
C． 负极的电极反应为：Zn - 2 e- + 2OH- = ZnO + H2O
D． 电池工作时溶液的pH降低
5.微型纽扣电池在现代生活中有广泛使用，有一种银锌电池其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O
Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-根据上述反应式，判断下列叙述正确的是 ( )
A．在使用过程中，电极负极区溶液的pH减小
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
6. 将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，即构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O;通入氧气的另一极，其电极反应式是2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-,下列叙述正确的是 ( )
A．通入甲烷的电极为正极 B．正极发生氧化反应
C．该电池使用一段时间后应补充氢氧化钾
D．燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动
7.铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的反应方程式为：
PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O试分别写出其电极反应式。请写出放电时的电极反应。
21世纪教育网
【活用所学】
8. 航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境的优点，氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为：
2H2 + O2 = 2H2O, 酸式氢—氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2H2 — 4e- = 4H+，则其正极反应为 ，碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,则其负极反应为 。
9. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：正极反应式：2CO + 2CO32- = 4CO2 + 4e-
负极反应式：
总电池反应式：
参考答案
1.B 2.C 3.B 4.C 5.AC 6.C
7.负极 Pb－2e- + SO42- = PbSO4 正极 PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O
8. 4H+ + O2 + 4e- = 2H2O 2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O
9.负极反应式：2CO2 ＋ O2 ＋4e- = 2CO32-
总反应式：2CO ＋ O2 = 2CO2
充电
放电
充电
放电
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网