第二章第二节化学能与电能第二课时

11第二章第二节化学能与电能（2）发展中的化学电源【学习目标】1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；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。【学习重点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。【学习难点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。【自主学习】1.锌锰干电池(一次性电池)(1)普通锌锰电池负极材料是：正极材料是：电解质是(2)碱性锌锰干电池负极材料是：正极材料是：电解质是改进后碱性锌锰电池的优点：2.充电电池(二次性电池)w.w.w..c.o.m(1)铅蓄电池负极材料是：正极材料是：电解质是优点：缺点：(2)镉镍电池负极材料是：正极材料是：电解质是优点：缺点：(３)锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：；正极：。3.氢-氧燃料电池负极通入正极通入【基础达标】1．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2．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()①锌为正极，石墨为负极②锌为负极，石墨为正极③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器A．①③B．②③C．③④D．②④3．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，22a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()A．a极是负极，该电极上发生氧化反应B．b极反应是O2＋4OH－－4e－===2H2OC．总反应方程式为2H2＋O2===2H2OD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化B．SO2－4只向PbO2极移动C．电解质溶液密度不断减小D．溶液的pH值不断减小5.根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如右图所示原电池，下列说法错误的是()A．X可以是银或石墨B．Y是硫酸铜溶液C．电子从铜电极经外电路流向X电极D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag6．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化练方法技巧——化学电源中的计算技巧7．以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，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，铜片上析出1mol氢气B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了1g，铜片上析出1g氢气D．电解质溶液pH不变8．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2下列说法中，错误的是()33A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g题号12345678答案【拓展提升】9．利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(2)实验原理：电极(______、______)、________、________、稀硫酸、耳机(或者电流计)。(请在空格中填写所缺的实验用品)(3)实验装置(如右图)。(4)原电池设计及注意的问题：①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________，在耳机中又由________转化为声音这种能量。②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的________极，电极反应是__________________________________________，发生了________反应。10．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。①工作时电流从________极流向________极(填“Ag2O”或“Zn”)。②电极反应式：正极______________________________________________，负极：_______________________________________________________________。③工作时电池正极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是12H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。电池放电时，负极是____________，负极的电极反应式为_________，正极的电极反应式为___________，正极附近溶液的pH如何变化？______________。放电充电44【参考答案】1．B2．D3．B4．C5．B6．C7．A8．C9．(2)铁钉或铁条铜片(其他合理答案也可)烧杯导线(4)①电能电能②负Fe－2e－===Fe2＋氧化10．(1)①Ag2OZn②Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2③增大(2)H212H2－e－＋OH－===H2ONiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－增大第2课时发展中的化学电源A组基础达标（20分钟50分）一、选择题(本题共6个小题，每小题5分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意)1．下列化学电池不易造成环境污染的是()。A．氢氧燃料电池B．锌锰电池C．镍镉电池D．铅蓄电池2．已知空气­锌电池的电极反应为：锌片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；碳棒：12O2＋H2O＋2e－===2OH－，据此判断，锌片是()。A．正极并被还原B．正极并被氧化C．负极并被还原D．负极并被氧化3．下列说法正确的是()。A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的反应基础是氧化还原反应D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO24．据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是()。A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋C．正极发生氧化反应D．电解液为强酸5．右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()。55A．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋B．该电池的正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2OC．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量6．如图为氢氧燃料电池示意图，按此图的提示，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二、填空题(本题共2个小题，共计20分)7．(10分)Zn­MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2­NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2­NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是______________________________________________。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。8、(10分)燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。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，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：x极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－===4OH－y极：H2(气)＋2OH－－2e－===2H2O(液)回答下列问题：(1)x是________极，发生________反应。(填“氧化”或“还原”，下同)(2)y是_____极，发生______反应。总反应方程式为________________。66(3)若反应后得到5.4g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。1、A2、D3、C4、B5、A6、B7、(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀B8、(1)正还原(2)负氧化2H2＋O2===2H2O(3)0.6NAB组技能过关（25分钟50分）一、选择题(本题共4个小题，每小题5分，共计20分，每小题只有一个选项符合题意)1．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池，镁—海水燃料电池，镁—过氧化氢燃料电池，镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()。A．放电过程中OH－移向正极B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－C．镁电池中镁均为负极，发生氧化反应D．镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法中错误的是()。A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g3．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O今欲制得Cl20.050mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()。A．0.025molB．0.050molC．0.10