2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)電源》教案1 新人教版選修4

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1、2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)電源》教案1新人教版選修4 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解常見的化學(xué)電源的種類及其工作原理，知道它們?cè)谏a(chǎn)、生活和國(guó)防中的實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 常見化學(xué)電源的工作原理 學(xué)習(xí)過程： 【自學(xué)指導(dǎo)一】閱讀教材79-83頁(yè)，思考下列問題并把答案填寫在下面的知識(shí)總結(jié)中。問題：①目前化學(xué)電池主要分為哪幾個(gè)大類？在性能等方面它們各有什么特點(diǎn)？產(chǎn)生電能的基本原理是什么？ ② 化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ ③ 判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？ 【知識(shí)總結(jié)】化學(xué)電池 1）概念: 2）分類: 3）優(yōu)點(diǎn): 4）電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn): 5）各類電池 一次電池

2、二次電池 燃料電池 普通鋅錳電池 堿性鋅錳電池 銀鋅電池 鋰電池 鉛蓄電池 負(fù)極材料 正極材料 電解質(zhì)溶液 6）燃料電池 介質(zhì)電池反應(yīng)：2屯叫=2屯0 酸性 負(fù)極 正極 中性 負(fù)極 正極 堿性 負(fù)極 正極 【練習(xí)】將鉑絲插入K0H溶液作電極，然后向兩個(gè)電極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池，由于發(fā)生的反應(yīng)類似于甲烷的燃燒，所以稱作燃料電池，根據(jù)兩極上反應(yīng)的實(shí)質(zhì)判斷， 通入甲烷的一極為，這一極的電極反應(yīng)為；通入氧氣的一極為，電極 反應(yīng)為，總反

3、應(yīng)為。 【小結(jié)】書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)； 3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如＋4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以COg2形式存在）； 【鞏固練習(xí)】1、在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易變黑（生成了Ag2s），為了除去銀器表面Ag2s,可采用如下方法：在一個(gè)鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好．過一段時(shí)間，銀器表面變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋

4、的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，請(qǐng)用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程． 2、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為陰極燃?xì)?，制得?5°C下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式： 2-- 負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e- 正極反應(yīng)式： 總反應(yīng)式： 3?鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多 種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i+MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是（） -+ A、Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i—e

5、=Li -+ B、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i—e=Li C、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2一 -2+ D、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i—2e=Li 4、1991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20到50倍。運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，推測(cè)該新型電池兩極上可能發(fā)生的電極反應(yīng)。 負(fù)極正極 5已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用這一反應(yīng)，試設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，標(biāo)明電 極材料名稱，電解質(zhì)溶液，然后填空：

6、正極，電極反 負(fù)極，電極反應(yīng) 2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)電源》教案2新人教版選修4 課題：化學(xué)電源 ［知識(shí)與技能］:1、了解電池的一般分類, 2、了解常見的化學(xué)電源的種類及其原理，知道它們?cè)谏a(chǎn)生活和國(guó)防中的應(yīng)用 3、掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)［學(xué)習(xí)重難點(diǎn)］：1、掌握幾種典型電池的用途和特點(diǎn). 2、掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)。 ［板書］ ［指導(dǎo)閱讀］ 第二節(jié)化學(xué)電源閱讀教材74頁(yè)，思考下列問題1、目前化學(xué)電池主要分為哪幾個(gè)大類？在性能等方面它們各有什么 特點(diǎn)？ 2、化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 3、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？書］：化學(xué)電池

7、 概念:是 "①、一次電池又稱 分類）②、二次電池又稱 1、 2、 的裝置 電池——如：干電池 ——如：蓄電 3、 ③、燃料電池 L①、 優(yōu)點(diǎn):：②、 能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠 可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池，使用 方便 4、 ③、 易維護(hù)， 電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn): 可在各種環(huán)境下工作。 ①、. ②、 ③、 書］：一、一次電池 1、堿性鋅錳干電池： 負(fù)極（）: 正極（）： 「電池的總反應(yīng)式為： 2、銀鋅電池： 「負(fù)極（）: 正極（）: L銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為: ［典型例題］：例1、1958

8、年世界上第一個(gè)心臟起搏器在瑞典植入人體成功，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年之久．這種能源起搏器中安裝了壽命最長(zhǎng)、可靠性最高的鋰—碳電池．這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在－56.7?71.1°C溫度范圍內(nèi)正常工作，現(xiàn)已在火箭、移動(dòng)電話、筆記本電腦中廣泛使用．它采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁鋰 (LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(SOCl2)組成電解質(zhì)溶液.電池總反應(yīng)為：8Li+3S0Cl2=6LiCl+Li2S03+2S? (1) 、此電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為， 作正極? (2) 、該電池用于心臟起搏器時(shí)，在生理上的作用是。 ［板書］：二、二次電池 1、鉛蓄電池：⑴、放電的電極反應(yīng)為： 負(fù)極：

9、正極： 總反應(yīng)式： ⑵、充電的電極反應(yīng)：陽(yáng)極： 陰極： 三、燃料電池 1、氫氧燃料電池(堿性) ⑴、電極反應(yīng)：負(fù)極： 正極： ⑵、電池的總反應(yīng)為： ⑶、優(yōu)點(diǎn)： ［典型例題］：例2、充電電池在放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，在充電時(shí)又可以逆向進(jìn)行，使生成物恢復(fù)原狀，由此推斷，“充電”時(shí)的反應(yīng)是() A、氧化還原反應(yīng)B、非氧化還 原反應(yīng) C、可能是氧化還原反應(yīng)，也可能是非氧化還原反應(yīng)D、無法判斷 例3、新型燃料電池：該電池用金屬鉑片插入K0H溶液中作電極，又 在兩極上分別通甲烷和氧氣。寫出電極反應(yīng)式： 例4、銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充放電過程可表示為：2Ag+Z

10、n(OH)Ag0+Zn+2H0那么放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng) 222的物質(zhì)是() A、AgB、Zn(0H)C、 2 Ag0D、Zn 2 例5、下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按此圖的提示，敘述不正確的是() A?a電極是負(fù)極 B. b電極的電極反應(yīng)為:4OH—4e-==2HO+Ot 22 C. 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色 電源 D?氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 ［歸納總結(jié)］：四、書寫由化學(xué)方程式書寫電極反應(yīng)式注意點(diǎn)： ① 、找出的物質(zhì)，再確定正負(fù)極反應(yīng)的 物質(zhì)； ② 、利用分別寫出電極反應(yīng) 式； ③ 、負(fù)極失電子

11、所得和正極得電子所得， 與溶液的酸堿性有關(guān) ④ 、驗(yàn)證：兩電極反應(yīng)式和原化學(xué)方程式相同，則 書寫正確。 江蘇省五汛中學(xué)高二選修化學(xué)課課練(28) 課題：化學(xué)電源主備人:王洋先日期:2009-04-23 1、隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事 日程，其首要原因是 () A、利用電池外殼的金屬材料 B、防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染 D、回收其中石墨電 正確的是 C、不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品極 2、下列說法不 A.原電池中，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng) B.原電池中，電流從負(fù) 極流向正極 C.銅鋅原

12、電池中放電時(shí)，溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng) D. 堿性錳鋅電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池 3、燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能.氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是：X極：0(g)+H0(l)+2e-==20H- 22 Y極：H(g)+20H-—2e-==2H0(l)下列判斷正確的是 22() A．X是正極B．Y是正極 C．Y極發(fā)生還原反應(yīng)D．Y極發(fā)生氧化反應(yīng) 4、據(jù)報(bào)道，美國(guó)正在研究的鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛酸蓄電池，鋅電池具有容量大，污染少等優(yōu)點(diǎn)，電池反應(yīng)為2Zn+O2=2ZnO,原料為鋅粒、電解液和空氣．下列敘述正確的

13、是() A. 鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B.負(fù)極反應(yīng)為：Zn-Ze-=Zn2+ C.正極發(fā)生氧化反應(yīng)D.電解質(zhì)溶液肯定不是酸溶液 5、一種新型燃料電池，它是用兩根金屬做電極插入KOH溶液中，然后向兩極上 分別通甲烷和氧氣，其電池反應(yīng)為：X極：CH+10OH--8eC6_+7H0丫極: 下列關(guān)于此燃料電池的有4關(guān)說法中3錯(cuò)誤2的是() A?通過甲烷的電極(X)為電池的負(fù)極，通過氧氣的電極(Y)為電池正極 B. 放電一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量改變 C. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通過5.6L氧氣，完全反應(yīng)后有1?Omol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 D. 放電時(shí)，通過甲烷的一極附近的pH升高

14、 6、電子表所用的某種紐扣電池的電極材料為Zn和AgO，電解質(zhì)溶液是KOH溶 2 液。電池總反應(yīng)式為：Zn＋AgO=ZnO＋2Ag,下列說法錯(cuò)誤的是 2 () A. 該電池的正極是Zn，負(fù)極是AgO 2 B?該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn+2OH-—2e亠ZnO+HO 2 C. 理論上該電池工作一段時(shí)間后，溶液中KOH的濃度不變 D. 該電池工作時(shí)，電解質(zhì)中的陰離子向負(fù)極移動(dòng) 7、在如右圖所示的裝置中，a的金屬性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此 裝置的各種敘述不正確的是 A.碳棒上有氣體放出，溶液pH變大B.a是正極，b 是負(fù)極 C.導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，電子從a極流到b

15、極D.a極上發(fā)生 了氧化反應(yīng) 8、有人設(shè)計(jì)出利用CH和O的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池 42 的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是 42 () ① 每消耗1molCH可以向外電路提供8mole- 4 ② 負(fù)極上CH失去電子，電極反應(yīng)式CH+1OOH-—8e-=CO2-+7HO 4432 ③ 負(fù)極上是O獲得電子，電極反應(yīng)式為O+2HO+4e-=4OH- 222 ④ 電池放電后，溶液PH不斷升高 A.①②B.①③C.①④D.③④ 9. (O4江蘇)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解

16、液，電池總反應(yīng)式為： Zn(s)+2MnO(s)+HO(l)==Zn(OH)(s)+MnO(s)下列說法錯(cuò)誤的是22223 () A. 電池工作時(shí)，鋅失去電子 B. 電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO(s)+HO⑴+2e-==MnO(s)+2OH-(aq) 2223 C. 電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極 D. 外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g 10、可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇 電極后與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH0H+30=2C0+4H0。下列說法不 22 在催化劑作用下提供質(zhì)子（H+）和電子，電子

17、經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另 正．確．的是（） A. 右電極為電池正極，b處通入的物質(zhì)是空氣 B. 左電極為電池負(fù)極，a處通入的物質(zhì)是空氣 C. 負(fù)極反應(yīng)式為：CHOH+H0-6e—=C0+6H+ 322 D?正極反應(yīng)式為：0+4H++4e—=2H0 22 11、下列化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能可直接轉(zhuǎn)變成電能的是 A?2FeCl+Cu=CuCl+2FeClB?AlCl+3NH?H0=Al（0H）|+ 3223323 3NHCl 4 C?2Fe（0H）Fe0+3H0D?Na0+C0=NaC0 32322223 12、化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用（1）、目前常

18、用的已知均難溶于水但溶于酸池以其說池總反應(yīng)是表借吧2+遜隔 ①、以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)②、以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng) ③、充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能④、放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 A.①③B.②④C.①④D.②③ （2）廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳電池可以使一平方米面積耕地失去使用價(jià)值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴(yán)重。 這是因?yàn)椤? （3）另一種常用的電池是鋰電池（鋰是一種堿金屬元素，其相對(duì)原子質(zhì)量為 7），由于它的比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大而廣泛應(yīng)用于心臟起搏器，一般使用時(shí)間可達(dá)十年。它的負(fù)極用金屬鋰制成，電池總反應(yīng)可表示為： 試回答：鋰電池比容量特別大的原因是 。鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑制，為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因。 13、用銅、銀與硝酸銀設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，此電池的負(fù)極是；負(fù)極的電極反 應(yīng)是。用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，工 作一段時(shí)間后，鋅片的質(zhì)量減少了3.25g，銅片表面析出氫氣L（標(biāo)準(zhǔn) 狀況），導(dǎo)線中通過mol電子。