化学能与电能（第2课时）
图片预览
文档简介
化学反应与能量
化学能与电能（第2课时）
【学习目标】
1. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池；
2. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
3. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
【重点、难点】通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。
【教学过程】
复习：原电池构成条件及工作原理。
一．发展中的化学电源
我们上节课所认识的原电池因其结构简单而不能提供持续、稳定的电流，没有太大的使用价值。但是，人们可以根据原电池的反应原理研制出各种有使用价值的化学电源。
1. 干电池
锌锰电池（一次性电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是 。）
（1）普通锌锰电池
正极材料： ，电极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑ ；
负极材料： ，电极反应式为： ；
电解质： 。
（2）碱性锌锰电池
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质 换成湿的 ，并在构造上作了改进，制成了 电池。
2. 充电电池
充电电池又称 ，它放电时所进行的 反应，在充电时可以 ，
使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 转变为 ，再由 转变为 。最早使用的充电电池是 。
（1）铅蓄电池
负极反应式： ；
正极反应式：PbO2 ＋SO42－＋4H+ +2e－＝PbSO4＋2H2O
电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O
（2）新型充电电池
①镍镉电池，以 为负极， 为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池 ，
但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重 环境。
② 电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。
③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。
【课堂练习】
1. 日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2＋ 、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。）根据上述叙述判断下列说法中正确的是
Ａ.干电池中Zn为正极，碳为负极
Ｂ.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
Ｃ.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
Ｄ. 干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极
2. 下列关于充电电池叙述，不正确的是
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B.充电电池可以无限制地反复放电、充电
C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
3. 燃料电池
燃料燃烧是一种剧烈的 反应，通过燃料燃烧所释放的 再转化为 ，其能量转化率 。
燃料电池是一种 、 的发电装置。以H2为燃料时，产物为 ；以CH4为燃料时，产物为 和 。
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于
。
氢氧燃料电池：电池反应总式为 2H2 + O2 = 2H2O，写出下列电极反应式
电解质为H2SO4时，正极： ， 负极：2H2－4e－= 4H+
电解质为KOH时，正极： ， 负极：2H2+4OH－－4e－= 4H2O
【课堂练习】
3. 氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20％－40％的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应为2H2 + 4OH－ ― 4e－ = 4H2O和O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－，则下列叙述正确的（ ）
A、通氢气的一极是正极，通氧气的一极是负极
B、通氢气的一极发生的是氧化反应
C、工作一段时间后电解质溶液的pH值增大
D、工作时负极区附近的pH值增大
【知能检测】
1. 二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是
A.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池 B.铅蓄电池
C.氢气燃料电池和甲烷燃料电池 D.镍镉电池和锂电池
2. 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是Li＋MnO2 ＝ LiMnO2。下列说法正确的是（ ）
A. Li是负极，电极反应为Li－e－＝Li+
B. Li是正极，电极反应为Li＋e－＝Li－
C. MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－＝MnO2－
D.锂电池能量高的原因是它所含电子多
3. 人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为Zn+2OH－
－2e－= ZnO+H2↑，Ag2O+H2O +2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是
A.负极，被氧化 B.正极，被还原
C.负极，被还原 D.正极，被氧化
4. 镍镉（Ni－Cd）可充电电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)
5. 某原电池反应的离子方程式为：Fe +2H＋＝Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是
A.HNO3为电解质溶液 B.锌为原电池正极
C.铁极质量不变 D.铜为原电池正极
6. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是：
A.锌片溶解了1mol时，铜片上析出了1mol氢气
B.两极上溶解和析出的物质质量相等
C.锌片溶解了1g，铜片上析出了1g氢气
D.锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol
7. 在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e－=Cu或Ag+＋e－=Ag在电极上析出，其析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为
A. 1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
8. 根据下列事实：(1)A＋B2＋===A2＋＋B；(2)D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；(3)以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、E2＋的氧化性强弱关系是（ ）
A.D2＋＞A2＋＞B2＋＞E2＋ B.A2＋＞B2＋＞D2＋＞E2＋
C.D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋ D.E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋
9. 某同学想测定A、B、C三种金属活动顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序
化学能与电能（第2课时）
【学习目标】
1. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池；
2. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
3. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
【重点、难点】通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。
【教学过程】
复习：原电池构成条件及工作原理。
一．发展中的化学电源
我们上节课所认识的原电池因其结构简单而不能提供持续、稳定的电流，没有太大的使用价值。但是，人们可以根据原电池的反应原理研制出各种有使用价值的化学电源。
1. 干电池
锌锰电池（一次性电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是 。）
（1）普通锌锰电池
正极材料： ，电极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑ ；
负极材料： ，电极反应式为： ；
电解质： 。
（2）碱性锌锰电池
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质 换成湿的 ，并在构造上作了改进，制成了 电池。
2. 充电电池
充电电池又称 ，它放电时所进行的 反应，在充电时可以 ，
使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 转变为 ，再由 转变为 。最早使用的充电电池是 。
（1）铅蓄电池
负极反应式： ；
正极反应式：PbO2 ＋SO42－＋4H+ +2e－＝PbSO4＋2H2O
电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O
（2）新型充电电池
①镍镉电池，以 为负极， 为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池 ，
但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重 环境。
② 电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。
③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。
【课堂练习】
1. 日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2＋ 、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。）根据上述叙述判断下列说法中正确的是
Ａ.干电池中Zn为正极，碳为负极
Ｂ.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
Ｃ.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
Ｄ. 干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极
2. 下列关于充电电池叙述，不正确的是
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B.充电电池可以无限制地反复放电、充电
C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
3. 燃料电池
燃料燃烧是一种剧烈的 反应，通过燃料燃烧所释放的 再转化为 ，其能量转化率 。
燃料电池是一种 、 的发电装置。以H2为燃料时，产物为 ；以CH4为燃料时，产物为 和 。
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于
。
氢氧燃料电池：电池反应总式为 2H2 + O2 = 2H2O，写出下列电极反应式
电解质为H2SO4时，正极： ， 负极：2H2－4e－= 4H+
电解质为KOH时，正极： ， 负极：2H2+4OH－－4e－= 4H2O
【课堂练习】
3. 氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20％－40％的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应为2H2 + 4OH－ ― 4e－ = 4H2O和O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－，则下列叙述正确的（ ）
A、通氢气的一极是正极，通氧气的一极是负极
B、通氢气的一极发生的是氧化反应
C、工作一段时间后电解质溶液的pH值增大
D、工作时负极区附近的pH值增大
【知能检测】
1. 二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是
A.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池 B.铅蓄电池
C.氢气燃料电池和甲烷燃料电池 D.镍镉电池和锂电池
2. 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是Li＋MnO2 ＝ LiMnO2。下列说法正确的是（ ）
A. Li是负极，电极反应为Li－e－＝Li+
B. Li是正极，电极反应为Li＋e－＝Li－
C. MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－＝MnO2－
D.锂电池能量高的原因是它所含电子多
3. 人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为Zn+2OH－
－2e－= ZnO+H2↑，Ag2O+H2O +2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是
A.负极，被氧化 B.正极，被还原
C.负极，被还原 D.正极，被氧化
4. 镍镉（Ni－Cd）可充电电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)
5. 某原电池反应的离子方程式为：Fe +2H＋＝Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是
A.HNO3为电解质溶液 B.锌为原电池正极
C.铁极质量不变 D.铜为原电池正极
6. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是：
A.锌片溶解了1mol时，铜片上析出了1mol氢气
B.两极上溶解和析出的物质质量相等
C.锌片溶解了1g，铜片上析出了1g氢气
D.锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol
7. 在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e－=Cu或Ag+＋e－=Ag在电极上析出，其析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为
A. 1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
8. 根据下列事实：(1)A＋B2＋===A2＋＋B；(2)D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；(3)以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、E2＋的氧化性强弱关系是（ ）
A.D2＋＞A2＋＞B2＋＞E2＋ B.A2＋＞B2＋＞D2＋＞E2＋
C.D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋ D.E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋
9. 某同学想测定A、B、C三种金属活动顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序