第二节化学能与电能(第二课时)

第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源基础知识一、干电池干电池是一种电池，放电后不能再充电。

（1）锌锰电池负极：，电极反应：正极：电极反应：2NH+4＋2e－==2NH3＋H2H2＋2MnO2==Mn2O3＋H2O电解质：NH4Cl（2）碱性锌锰电池：将锌锰干电池的电解质换成湿的，并在构造上作了改进。

二、充电电池充电电池又称电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以______进行，使电池恢复到放电前的状态。

（1）铅蓄电池：正极材料为，负极材料为，电解质为。

负极反应：。

正极反应：。

蓄电池充电和放电时的总反应式。

（2）镍镉电池①组成负极材料：；正极材料：；电解质溶液：。

②电极反应式：负极：Cd－2e－＋2OH－==Cd(OH)2正极：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O==2Ni(OH)2＋2OH－（3）锂电池锂作负极，其他导体作正极，锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功能耗电器的主流电源。

负极反应式为Li－e－==Li+。

锂电池质量轻，污染少，被称为绿色电池。

三、燃料电池（1）原理：利用原电池的工作原理将和反应所放出的直接转化为。

（2）与其他电池的区别反应物由外设装备提供和等。

（3）氢氧燃料电池电池总反应式： 。

①电解质溶液为盐酸时：负极： ，pH 。

正极： ，pH 。

总的溶液被稀释，pH 。

②电解质溶液为KOH 溶液时：负极： ，pH 。

正极： ，pH 。

总的溶液被稀释，pH 。

（4）甲烷氧气燃料电池该电池用金属铂片插入KOH 溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。

负极： 正极：电极总反应式： 。

典例导析【例1】市场上经常见到的标记为Li-ion 的电池称为“锂离子电池”。

它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li +?的高分子材料。

这种锂离子电池的电池反应为： Li ＋2Li 0.35NiO 22Li 0.85NiO 2，下列说法不正确．．．的是 A ．放电时，负极的电极反应式：Li －e －===Li +B ．充电时，Li 0.85NiO 2既发生氧化反应又发生还原反应C ．该电池不能用水溶液作为电解质D ．放电过程中Li +向负极移动【例2 】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源， 其电极分别为Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，总反应式为Ag 2O ＋Zn ＋H 2O==2Ag ＋Zn(OH)2，下列说法中不正确的是 （ ）A. 原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB. 负极发生的反应是Zn ＋2OH －－2e －==Zn(OH)2C. 工作时，负极区溶液酸性增强，正极区碱性增强D. 溶液中OH －向正极移动，K +、H +向负极移动、课堂巩固1. 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是 （ ）A. 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B. 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C. 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D. 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅2. 锌片：Zn ＋2OH －－2e －==ZnO ＋H 2O ，碳棒：1?2O 2＋H 2O ＋2e －==2OH － 。

化学学案10 第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第二课时）姓名：【学习目标】1、了解干电池、充电电池、燃料电池的工作原理。

2、能正确书写三类电池的电极反应及电池反应。

二、发展中的化学电源(1)干电池（普通锌锰电池）负极（Zn）：正极（C）：2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑总反应：特点：a：一次性电池，不可逆。

b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命。

(2)充电电池充电电池又称二次电池，放电时进行氧化还原反应，将能转化为能。

充电时可以逆向进行反应，将能转化为能。

①铅蓄电池：最早使用的电池是铅蓄电池。

负极（Pb）：正极（PbO2）：总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

②镍铬电池：体积小，方便携带，使用寿命比铅蓄电池长。

负极：正极：电解质溶液：③锂电池：质量小，污染小。

负极：(3)燃料电池燃料电池与干电池和蓄电池的主要区别：反应物质不是贮存在电池内部，而是用外加设备不断提供燃料。

所以，燃料电池的正负极均不参加反应，一般都是或。

电解质溶液可以是，也可以是。

①氢氧燃料电池酸性环境：负极：正极：总反应式：碱性或中性环境：负极：正极：总反应式：②甲烷燃料电池：以KOH 溶液为电解质溶液 负极：正极：总反应式：【课后练习】1．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH 4Cl 和ZnCl 2作电解质(其中加入MnO 2吸收H 2)，电极反应式可简化为：Zn －2e －===Zn 2＋，2NH ＋4＋2e －===2NH 3↑＋H 2↑(NH 3与Zn 2＋能生成一种稳定的物质)。

根据上述判断，下列结论正确的是( )A ．Zn 为正极，碳为负极B ．Zn 为负极，碳为正极C ．工作时，电子由碳极经过外电路流向Zn 极D ．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器2．汽车的启动电源常用铅蓄电池。

其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O根据此反应判断下列叙述中正确的是( )A ．PbO 2是电池的负极B ．Pb 是负极C ．PbO 2得电子，被氧化D ．电池放电时，溶液酸性增强3．燃料电池是目前电池研究的热点之一。

第二节化学能与电能（第二课时）学习目标：1理解原电池的原理及其构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。

2.了解原电池的应用。

3．了解常见的化学电源 。

学习重点：原电池正负极的判断 了解原电池的应用【预习案】1.从能量的角度看,原电池是将 能转化为 能的装置. 从化学反应的角度看,原电池的原理是氧化还原反应中 失去的电子经过导线传给 ,使氧化还原反应分别在 上发生.2．干电池是一种 电池.最早使用的是 ,负极是 .为了防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内电解质 换成湿的 .3．充电电池又称为 , 充电放电可循环进行,至一定周期后终止.如:最早也是最广泛使用的铅鎳电池. 是铅,正极是二氧化铅,电解质是硫酸. 封闭式体积小的镍镉电池.负极是 ,正极是NiO(OH), 电解质是氢氧化钾.4．氢氧燃料电池是一种高效.环境友好的发电装置.如氢氧燃料电池在负极上发生氧化反应的是 , 在正极上发生 反应的是 .,产物是 燃料电池与干电池或蓄电池的主要区别在于 不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地提供 等.【探究案】一．【复习】原电池的构成条件？二．【探究】原电池正负极的判断方法？①稀硫酸 ②硫酸铜溶液①现象②现象归纳：原电池正负极的判断方法：三．【知识综合运用】（一）原电池设计例题1.铁及其铁的化合物应用广泛,如FeCL3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：(2)若将中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式：正极反应：负极反应：变式训练1：某原电池总反应离子方程式为：2Fe3 + + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是：A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCL3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeCL3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuCl2溶液变式训练2：利用Cu + 2Ag+ = Cu2 + + 2Ag反应，设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式（二）、原电池原理的应用例题2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》第二课时原电池教学设计一、基本说明：1、教学内容所属模块：人教版高中化学《必修2》3、所属章节及课时：第二章，第二节，第二课时4、教学时间：45分钟二、教学设计：1、教学目标（1）知识与技能理解一次能源和二次能源，知道火电的缺点。

掌握原电池的构成条件，会判断原电池的正负极，会判断电子的流向和电流的流向。

（2）过程与方法通过实验探究原电池的构成条件，培养学生设计实验和科学探究的水平，讨论、交流等技能科学探究的方法。

（3）情感态度与价值观通过合作学习，培养合作技巧与意识；让学生感到化学与我们生活生产的密切联系；让学生体验科学探究的艰辛与喜悦，感悟科学研究对人类文明的推动作用。

2、教学重难点：原电池的工作原理和原电池的组成。

3、内容分析：本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容。

融合了氧化还原反应、能量的转换、原电池原理的应用、电解质溶液、金属的活泼性以及物理中的电学等知识等，综合性较强。

学好本节内容有助于学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和相关计算等知识联系起来的知识网络；对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提升有很大的作用; 原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，所以学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。

4、学情分析：学生在必修一中学习了氧化还原反应、电解质的基础等知识，在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在知识层次上达到了能够学习电化学的基础，在知识的理解掌握上应该较容易掌握。

5、设计思路：首先以“教师的反常举动”创设情境，引领学生对生活中电能来源的思考。

通过自学、讨论理解火电的缺点，从而提出能否将化学能直接转变成电能问题。

通过水果电池的演示，导入原电池原理及条件的实验探索，进而通过实验探究总结出构成原电池需要的条件突破本节教学上的重难点。

6、教学方法：主要采用实验讨论法并辅助以多媒体教学手段。

第二节 化学能与电能学案 (第二课时)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．会书写常见化学电源的电极反应式及总反应式学习重、难点：书写电池电极反应式及总反应式【温故知新】在原电池中，负极发生 反应， 电子， 电子的物质是还原剂；电子通过原电池的 极经导线流向 极，正极上____电子，发生 反应。

原电池就是这样通过化学反应实现化学能向电能的转化。

外电路：电子从 极流向 极，电流从 极流向 极；内电路：阴离子移向 极，阳离子移向 极。

【例1】在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ ）【例2】在由铜片、锌片和200 mL 稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36 L （标准状况）的H 2时，硫酸恰好用完，则：（1）产生这些气体消耗的锌的质量是多少？（2）通过导线的电子的物质的量是多少？（3）原稀硫酸的物质的量浓度是多少？【自主学习】二、发展中的化学电源1、一次电池①干电池 Zn +2NH 4+= Zn 2++ 2NH 3↑+H 2↑负极（锌筒）：A B C D E F正极（石墨）：②碱性锌锰电池Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2负极:正极:特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。

2、二次电池①铅蓄电池：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O负极：正极：②银锌电池：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2负极：正极：3、燃烧电池①H2为极，氧气为极，电解质为KOH溶液。

负极(H2):正极(O2):总电池反应:2H2+O2 2H2O②H2为极，氧气为极，电解质为硫酸溶液。

负极(H2):正极(O2):总电池反应:2H2+O2 2H2O③甲烷氧气燃料电池负极：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O正极：2O2+4H2O+8e－=8OH-电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O【练习1】甲醇-燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2 +4OH－=2CO32－+6 H2O 负极电极反应式(Pd-C) ：正极电极反应式(Pt-Ni) ：-【练习2】氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式为：________________________________________________________________________。

化学能与电能（第2课时）知识点一、发展中的化学电源1、干电池（1）普通锌锰干电池电池组成： 做负极；位于中央的顶盖带有铜帽的 做正极；电解质是 。

负极反应是 。

（2）碱性锌锰电池其电极组成与普通锌锰电池相同，所不同的是 电解质换成KOH 。

干电池是一种一次电池2、充电电池充电电池是一种 ；最早使用的是铅蓄电池，负极是 ，正极是 ，电解质是 。

3、燃料电池燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。

如氢氧燃料电池，在负极上发生氧化反应是 2H 2 + 4OH - — 4e -==4H 2 O ，在正极上发生的还原反应 是 O 2 + 2H 2O+ 4e _ ==4OH - ，产物是 。

燃料电池与干电池的主要区别在于 不是储存在电池的内部，而是用外加的设备提供 和氧化剂等，使反应连续进行。

燃料电池的燃料除了氢气、甲烷外，还有甲醇、乙醇等。

思考： 为了加快稀硫酸和锌反应的速率，通常向稀硫酸中加入几滴硫酸铜溶液，为什么？ 随堂练习：1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是( )A ．发生氧化反应的为负极B ．正极为电子流入的一极C ．比较不活泼的金属为负极D ．电流的方向由正极到负极2、下列有关电池的说法不正确的是( )A ．手机上用的锂离子电池属于二次电池B ．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C ．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D ．锌锰干电池中，锌电极是负极3、(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)2Cd ＋2NiO(OH)＋2H 2O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 ．CdD ．NiO(OH) 充电 放电4、在以稀硫酸为电解质溶液的铜——锌原电池中，已知其电极反应分别为锌片：Zn－2e－Zn2+；铜片：2H+ +2e－H2↑。

下列判断正确的是（）A．溶液的酸性逐渐增强B．铜片逐渐溶解C．溶液中H+向锌片作定向移动D．锌片是负极并被氧化5、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > ZB. X > Z > YC. Y > X > ZD. Y > Z > X6、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）A. a电极是负极B. b电极的电极反应为：4OH-－4e-＝2H2O＋Ｏ2↑C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置。

一、选择题1．下列关于原电池的叙述中正确的是()A．正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池是把化学能转化成电能的装置C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，有6.5 g锌溶解，正极就有0.1 g氢气生成2．下列有关电池的说法不正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极3．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是()A．电子由锌通过导线流向铜B．该装置将电能转化为化学能C．锌电极发生还原反应D．铜电极上无气泡产生4．下列四个化学反应中，你认为理论上不可用于设计原电池的是()A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2===2H2OC．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋3NH3↑D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O5．原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池组成正确的是(6A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C．铝片不用特殊方法保存D．锌跟稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后，反应速率加快7．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液8．能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)(吸收能量)，下列叙述正确的是(双选)()A．电能是二级能源B．水力是二级能源C．天然气是一级能源D．焦炉气是一级能源9．燃料电池是目前电池研究的热点之一。

第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第二课时课题化学能与电能（第二课时）教学目标（1）复习原电池原理（2）掌握简单的电极反应的书写（3）了解常见化学电池的组成与应用。

（4）了解新型燃料电池的组成和工作原理。

重点原电池的原理难点原电池原理在生产、生活中的实际运用教学方法练习、阅读、讲解、讨论相结合仪器、用品教师活动学生活动设计意图让学生展示自己制作的“水果电池”并演示，“水果电池”能使二极管发光。

复习提问：下列装置哪些可以形成原电池若能形成原电池写出电极反应式,并指出电子流动方向。

小结：1．原电池：将化学能转变为电能的装置。

2、组成原电池的条件：①有两种活泼性不同的金属或金属跟导电非金属作电极且用导体相连；②有电解质溶液或熔融的电解质；③电极与电解质溶液组成闭合回路；④具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。

注意：很活泼的金属不能作原电池的负极，如K、Na、Ca等练习一练习二3．两极的名称及判断方法：负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。

判断方法：①根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；②根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；③根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；④根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；⑤根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。

练习三练习四用镁、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中，判断原电池的正极、负极。

练习五用铜、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、浓硝酸溶液中，判断原电池的正极、负极，并写出相关电极反应。

归纳：电极的活泼性除了与金属活动性有关外，还与电解质溶液的环境有关，由此可见，“谁活泼谁负极”作为原电池中电极判断的方法并不是万能的，应该根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应。