高二化学 化学电源

第四章第二节化学电源导学案【学习目标】 1.了解电池的一般分类,2.掌握几种典型电池的用途和特点.3.掌握几种典型化学电池的电极反应【学习重难点】1、掌握几种典型电池的用途和特点.2、掌握几种典型化学电池的电极反应。

【指导阅读】阅读教材74-78页，思考下列问题1、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？3、判断电池的优劣标准主要是什么？一、化学电池的种类化学电池是将________能变成_____能的装置,它包括_____电池,____电池和_____电池等几类. 电池优劣的判断标准:①比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少②比功率 [符号是W/kg，W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小③电池的储存时间的长短二典型电池的介绍1．碱性锌—锰干电池：负极：__________________________________正极：__________________________________电解质：KOH电池反应:________________________________碱性锌—锰干电池的特点:________________________________________________________ 2．银锌钮扣电池负极：______________________________________________正极：______________________________________________ 总反应式：__________________________________一粒钮扣电池的电压达1.59 V，安装在电子表里可使用两年之久3．铅蓄电池：放电的电极反应为：负极：正极：充电，其电极反应为：阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO42-阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42-蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO44↓＋2H2O蓄电池的优点:_______________________________________________不足:_______________________________________________4.燃料电池：（1）氢氧燃料电池（碱性）电极反应式为：负极 ___________________________正极 ___________________________电池总反应式为：_____________________________燃料电池的优点:________________________________________________________________三. 书写电极反应式应注意以下几点：1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）；四.废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质.随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.如果把他当成一种资源,加以回收利用,既可以减少环境污染,又可节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.课堂练习（单选）: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他物品 D.回收其中石墨电极2．下列说法不正确的是 （ ） A.原电池中，负极上发生的反应是氧化反应 B .原电池中，电流从负极流向正极C. 铜锌原电池中放电时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动D.碱性锰锌电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 3、银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为： 2Ag+Zn(OH) 2Ag2O+Zn+2H2O 那么放电时，负极上发生反应的物质是( )A 、AgB 、Zn(OH)2C 、Ag2OD 、Zn4、燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是： X 极：21O 2(g)＋H 2O(l)＋2e －＝＝2OH －Y 极：H 2(g)＋2OH －--2e －＝＝2H 2O(l)下列判断正确的是 （ ） A ．X 是正极 B ．Y 是正极 C ．Y 极发生还原反应 D ．Y 极发生氧化反应5、可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世，其结构示意图如下。

4.1.2 化学电源（学案）1．能写出电极反应和电池反应的方程式。

2．了解常见化学电池的种类及其工作原理。

3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

1．写出电极反应和电池反应的方程式。

构成原电池的条件________________________________________________知识点一、化学电源1、电极方程式的书写一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点：1．准确判断原电池的正负极如果电池的正负极判断失误，则电极反应式必然写错，这是正确书写电极反应式的前提。

一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。

如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面发生了钝化。

此时，其电极反应式为：负极：Cu-2e- ==Cu2+正极：2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：负极：2Al+8OH—-6e-==2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e-==3H2+6OH-2．高度注意电解质的酸碱性在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。

如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。

又于CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在，而不是放出CO2。

3．牢牢抓住总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。

而两个电极反应相加即得总的反应方程式。

所以，对于一个陌生的原电池，只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。

4．不能忽视电子转移数相等在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。

1-2 课时2 化学电源知能定位1.了解化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能的实际意义。

2.了解常见的一次电池、二次电池和燃料电池。

3.了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。

情景切入各种电池在我们的生活中发挥着重要作用，你想知道它们的构造吗？它们工作的原理是怎样的呢？自主研习一、电池的种类及特点1.银锌纽扣电池（一次电池）（1）组成正极为Ag2O，负极为Zn，电解质溶液为KOH溶液。

（2）电极反应和电池反应正极反应：H2O+Ag2O+2e-===2Ag+2OH-负极反应：Zn+2OH-===2e-+Zn(OH) 2电池反应：H2O+Ag2O+Zn===2Ag+Zn(OH) 22.锌锰干电池（一次电池）（1）组成：分为酸性锌锰干电池（普通锌锰干电池）和碱性锌锰干电池，其正极为石墨棒，负极为锌筒，前者电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2混合液，后者电解质为KOH。

（2）电极反应及电池反应碱性锌锰干电池负极反应：Zn+2OH--2e-===Zn(OH) 2正极反应：2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-电池反应:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH) 2+2MnOOH铅蓄电池（二次电池）（1）组成：正极材料为PbO 2,负极材料为Pb,电解质溶液为H 2SO 4溶液。

（2）电极反应及电池反应铅蓄电池的放电反应是原电池反应，其电极反应式和电池反应式为：负极：Pb+SO -42-2e -===PbSO 4正极： PbO 2+4H ++2e -+SO 2-4===PbSO 4+2H 2O+2OH - 电池反应：Pb+PbO 2+4H ++2SO 2-4===2PbSO 4+2H 2O 铅蓄电池充电反应是上述反应的逆反应： 阴极：PbSO 4+2e -===Pb+SO 2-4阳极： PbSO 4+2H 2O-2e -===PbO 2+4H ++SO 2-4 总反应式：2PbSO 4+2H 2O===Pb+PbO 2+4H ++2SO 2-4 铅蓄电池的充、放电原理可用化学方程式表示： Pb+PbO 2+2H 2SO 4 充电PbSO 4+2H 2O4.氢氧燃料电池氢氧燃料电池是以氢气为燃料，氧气为氧化剂的燃料电池，其工作原理如上图所示。

第四章 化学反应与电能第一节 原电池第2课时 化学电源课程学习目标1．了解化学电源的种类及工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用； 2．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式； 3．了解新型电池的工作原理。

学科核心素养1．通过对常见化学电池的分析，培养证据推理与模型认知的能力。

2．通过认识新型化学电源的作用及废旧电池对环境的危害，形成科学态度与社会责任意识。

【新知学习】 一．化学电源化学电源是将__化学__能变成__电__能的装置。

1．化学电池的分类：化学电池⎩⎪⎨⎪⎧__一次__电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池__二次__电池铅蓄电池 燃料电池氢氧燃料电池2．判断电池优劣的主要标准：3．化学电池回收利用：废旧电池中含__重金属__和酸碱等有害物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源。

二．一次电池一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。

一次电池不能充电，不能反复使用。

碱性锌锰电池与银锌电池比较种类特点碱性锌锰电池 银锌电池 基本 构造负极：__Zn__ 负极：__Zn__ 正极：__MnO 2__ 正极：__Ag 2O__ 电解质：KOH电解质：KOH工负极反应__Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2____Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2__作 原 理正极反应 2MnO 2＋2H 2O ＋2e －===2MnOOH ＋2OH －__Ag 2O ＋H 2O ＋2e －===2Ag ＋2OH －总反应 Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2 Ag 2O ＋Zn ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag性能与适用范围比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电三．二次电池(铅蓄电池) 1．构造：2．工作原理：铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO 2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。

原电池、化学电源跟踪测试张福 2007-11-23一、选择题1．下列关于原电池的叙述正确的是A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是化学能转变为电能的装置C. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D. 原电池放电时，电流的方向是从负极到正极2．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)+2H 2O由此可知，该电池放电时的负极材料是A ．Cd(OH)2B ．Ni(OH)2C ．CdD ．NiO(OH)3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是A ．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B ．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C ．两烧杯中溶液的pH 均增大D ．产生气泡的速度甲比乙慢4．下列各变化中属于原电池反应的是A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C ．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D ．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜5．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。

铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。

关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．．的是 A ．充电时作阳极，放电时作负极 B ．充电时作阳极，放电时作正极C ．充电时作阴极，放电时作负极D ．充电时作阴极，放电时作正极6．下列事实能说明Al 的金属活动性比Cu 强的是A ． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B ． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C ． 与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子D ． 常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化充电放电7．铁棒与石墨用导线连接后，浸入0.01mol/L的食盐溶液中，可能出现的现象是A．铁棒附近产生OH- B．铁棒被腐蚀C．石墨棒放出Cl2D．石墨棒放出O28．日常所用的干电池的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－=NH3+H2,根据上述叙述判断下列说法正确的是A. 干电池中锌为正极，碳为负极B. 干电池工作时，电子由锌极经外电路流向碳极C. 干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器D. 干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化9．锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。

课时28原电池、化学电源（含燃料电池）知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1．原电池(1)概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件电极两极为导体，且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极a.连接内电路形成闭合回路。

盐桥作用b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。

(4)负极与正极①负极：发生氧化反应或电子流出的电极。

②正极：发生还原反应或电子流入的电极。

(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a．电子从负极流出经外电路流入正极；b．电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。

②离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2－4)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。

[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。

②无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液。

③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2＋)不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，放电时间长。

2．原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。

(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A＞B。

高中化学之化学电源知识点化学电源1、定义：化学电源是将化学能变成电能的装置。

包括一次电源、二次电源和燃料电池等几大类。

2、一次电池：（1）碱性锌锰干电池：负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2正极材料：MnO2电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2（2）银锌纽扣电池：负极材料：Zn电极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag3、二次电池（1）铅蓄电池：负极材料：Pb，正极材料：pbo2电解质溶液为30%H2SO4溶液①放电时的反应：负极反应：Pb－2e－＋SO42-===PbSO4正极反应：PbO2＋2e－＋SO42-＋4H＋===PbSO4＋2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O②充电时的反应：阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42-阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42-总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4（2）锂电池：负极材料：锂，正极材料：石墨，电解质：LiAlCl4、SOCl2，放电时的反应：负极反应：8Li－8e－===8Li＋正极反应：3SOCl2＋8e－===SO32-＋2S＋6Cl－总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S4、燃料电池：（1）氢氧燃料电池①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。

②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由外部供给（2）铝—空气—海水电池：负极材料：铝片，正极材料：铂片，电解质溶液：海水，负极反应：4Al－12e－===4Al3＋正极反应：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－总反应：4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）35、化学电源电极反应式的书写书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据得失守恒、质量守恒和电荷守恒写出反应式。