【学案导学设计】2014-2015学年高中化学同步课件132化学电源(鲁科版选修4)

高中化学精品课件•选修化学反应原理第3节化学能转化为电能——电池第2课时化学电源主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测化学电源本节知识目录学习探究目标定位知识回顾自我检测探究点二常见的化学电池探究点一化学电池主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习目标定位1.知道化学电源的分类方法。2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。3.知道化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法。学习重难点：常见化学电源的组成和工作原理。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测知识回顾温故追本溯源·推陈方可知新1.原电池的设计与判断(1)依据Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑设计原电池，可选用作负极，作正极，用导线连接后，置于电解质溶液中。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？。若能，请写出电极反应式，负极为；正极为。(若不能，后两空不填)(3)若(2)题中电极材料选铜和铁，则负极反应式为，正极反应式为，其电池总反应的离子方程式为。铁片铜片(或石墨)稀硫酸能Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋铁片铜片(或石墨)稀硫酸硫酸铁溶液铜片石墨铁片主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测知识回顾温故追本溯源·推陈方可知新2.回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因：_______________________________________________________________________________________________。(2)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时，常加入少量的硫酸铜溶液的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)有三种金属片a、b、c，用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜溶液中，a质量减小，b质量增加；用导线将a、c连接浸泡在稀硫酸中，c不断溶解，a有气泡产生。由此判断三种金属的活动性顺序是。连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀当Cu、Al导线反应时，加入少量CuSO4，Cu2＋被锌置换出来，生成的单质Cu附着在锌的表面，锌与稀硫酸此时会发生原电池反应，锌为负极，使反应速率加快。cab主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究探究点一：化学电池基础自学落实·重点互动探究化学电池是将化学能变成电能的装置。其种类很多，常分为以下三类。请你举出生活中常见的电池，并将其分类填入下表。种类特点(分类依据)实例一次电池二次电池燃料电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池铅蓄电池、镍氢电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池放完电以后不能再使用充电、放电可循环进行可通过不断充入燃料、氧化剂，连续使用主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究归纳总结基础自学落实·重点互动探究化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，分为一次电池、二次电池(可充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸、碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。所以废弃电池要进行回收利用。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测题目解析学习探究活学活用基础自学落实·重点互动探究1．下列说法错误的是()A．依据原电池的原理设计出了化学电源B．原电池是化学电源的雏形C．判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或比功率的大小，以及可储存时间的长短。C主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测题目解析学习探究I基础自学落实·重点互动探究D2．下列说法中，不正确的是()A．化学电池是将化学能转变成电能的装置B．化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C．化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护D．废旧电池可以随意丢弃本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧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危害很大，所以废旧电池应回收利用。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究探究点二：常见的化学电池基础自学落实·重点互动探究1．一次电池(1)碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是，正极是，电解质溶液是溶液。①负极反应式：，②正极反应式：③总反应式：。(2)锌银电池具有能量大、电压稳定、储存时间长等特点。根据总反应式Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag判断：①负极是，其依据是______________________________________。②正极反应式是，反应类型是。ZnMnO2KOHZn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2MnO2＋2H2O＋2e－=Mn(OH)2＋2OH－Zn＋MnO2＋H2O=Mn(OH)2＋ZnOZn在总反应式中锌元素化Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－还原反应合价升高，失去电子，锌为负极。视频导学主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究视频导学2．二次电池铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是，正极是，电解质溶液是。已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下：(1)请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极：；正极：。(2)铅蓄电池充电时，发生氧化反应的物质是，其电极反应式是；发生还原反应的物质是，其电极反应式是。(3)放电过程中，电解质溶液的pH变化是，理由是。PbPbO2硫酸溶液Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2OPb＋SO2－4－2e－===PbSO4PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2OPbSO4PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4PbSO4PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4变大H2SO4不断被消耗，使[H＋]减小，pH增大主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究3．燃料电池(1)氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应介质负极反应式正极反应式酸性中性碱性(2)燃料电池的燃料除氢气外，还有、、、、氨等气体或液体。若用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲醇(CH3OH)和氧气，发生原电池反应。在负极发生氧化反应的是，其产物最终是，负极反应式是__________________________________；正极反应式是______________________；总反应式是。视频导学2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－烃肼甲醇煤气CH3OHH2O、CO2CH3OH－12e－＋16OH－=2CO＋12H2O3O2＋6H2O＋12e－=12OH－2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O232323主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究归纳总结基础自学落实·重点互动探究(1)一次电池：活泼金属作负极，参与电极反应，放电完成后，不能再使用。1.常见化学电池的比较(3)燃料电池：两电极都不参与电极反应，不断充入的物质分别在两极发生反应，可连续使用。(2)二次电池：两电极都参与电极反应，可充电、放电，循环使用。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究归纳总结基础自学落实·重点互动探究(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写离子符号。2．书写化学电池中电极反应式注意的问题(1)正确判断出化学电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否能与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(4)书写二次电池的电极反应式时，要注意判断充电方向与放电方向。放电时的电极反应式倒过来即为充电时的电极反应式(注意电子的得失)。主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测3．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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为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，锌的质量减少6.5g学习探究活学活用基础自学落实·重点互动探究C锌为负极，在反应中失去电子；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子移动方向与电流方向相反主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化B．溶液的pH不断减小C．SO2－4只向PbO2处移动D．电解质溶液pH不断增大由题给电极反应可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SO和OH－)移向Pb极D24主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究5．用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池，该电池放电时发生的反应为CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O，下列说法错误的是()A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极B．放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高C．放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化D．通甲烷极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O题目解析原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，由总反应式知，此燃料电池的电极反应式是正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O由此可见A、B、D正确，错误的为C。C主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测学习探究基础自学落实·重点互动探究学习小结主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测1．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是()A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应自我检测12检测学习效果·体验成功快乐34请选择题目解析C负极(即Zn极)在反应时消耗OH－则负极区溶液的pH应减小发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应主目录目标定位知识回顾学习探究自我检测2．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极