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高二化学教案:《化学电源学案》教学设计

来源:精品学习网 2018-11-18 15:01:02

  本文题目:高二化学教案:化学电源学案

  第二节 化学电源学案

  学习目标:

  1、 常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池;

  2、 认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池;

  3、 学习化学电池的构成,电极反应式及总反应式的书写。

  学习重点:化学电源的结构及电极反应的书写

  学习难点:化学电源的结构及电极反应的书写

  学习过程:

  化学电源是将化学能转化为电能的装置,它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。

  1、 一次电池(又称干电池)

  如:普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。

  (1)碱性锌锰电池,电解质是KOH,其电极反应:

  负极(Zn):

  正极(MnO2):

  总反应:

  (2)锌银电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH,其电极总反应如下:

  Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag

  则:负极( ):

  正极( ):

  2、 二次电池(又称充电电池或蓄电池)

  如:铅蓄电池。反应方程式如下式:

  Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)

  ①其放电电极反应:

  负极( ):

  正极( ):

  ②其充电反应是上述反应的逆过程,则电极反应:

  (电化学上规定:发生氧化反应的电极为阳极,发生还原反应的电极为阴极)

  阴极:

  阳极:

  3、 燃料电池

  燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般的化学电源不同,一般化学电池的活性物质储存在电池内部,故而限制了电池的容量,而燃料电池的电极本身不包括活性物质,只是一个催化转化元件。

  如:氢氧燃料电池。

  ①酸性介质时,电极反应:

  负极:

  正极:

  总反应:

  ②碱性介质时,电极反应:

  负极:

  正极:

  总反应:

  除H2外,烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体,均可作燃料电池的燃料;除纯氧气外,空气中的氧气也可作氧化剂。

  练习、新型燃料电池,甲烷、氧气及KOH电解质溶液,用Pt作两个电极,写出两个电极的电极反应式和总反应式。

  当堂达标训练:

  1.废电池的污染引起人们的广泛重视,废电池中对环境形成污染的主要物质是( )

  A.锌 B.汞 C.石墨 D.二氧化锰

  2、据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为:2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O,则下列说法错误的是 ( )

  A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极

  B.充电时电解质溶液的pH逐渐增大

  C.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH- = CO32— + 6H2O

  D.充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子

  3、某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为:Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列说法正确的是 ( )

  A.放电时,LiMn2O4发生还原反应

  B.放电时,正极反应为:Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4

  C.充电时,LiMn2O4发生氧化反应

  D.充电时,阳极反应为:Li++e-==Li

  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、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为

  下列叙述不正确的是

  A.放电时每转移3 mol电子,正极有1mol K2FeO4被氧化

  B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e— + 5 OH— = FeO + 4H2O

  C.放电时负极反应为:Zn—2e— +2OH—= Zn(OH)2

  D.放电时正极附近溶液的碱性增强

  6、已知反应AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O是可逆反应.设计如图装置,进行下述操作:

  (Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安培表

  指针偏转;

  (Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液,发现

  微安培表指针向前述相反方向偏转.试回答:

  (1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转?

  答: 。

  (2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?试用平衡移动原理解释此现象.

  答:

  (3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为 。

  (4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为

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