人教版化学必修2《发展中的化学电源》学案.docx
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人教版化学必修2《发展中的化学电源》学案
人教版化学必修2《发展中的化学电源》学案
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。
]w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
【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）
（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
＋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．②④
3．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，a、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－===2H2O
C．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O
D．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．SO
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－===Ag
6．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（）
A．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
1
2
3
4
5
6
7
8
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
H2＋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？
______________。
K]
【参考答案】
1．B[锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为
正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2
＋，故作为负极，D项正确。
]
2．D[由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼（指金属性）的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出①错②对。
在外电路，电子从负极流向正极，故③不正确。
长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，故其容易流出而腐蚀用电器。
]
3．B[A项，a极通H2为负极，电极反应应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，发生氧化反应；B项，b极通O2为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项不正确；C项，正负极电极反应式相加得总反应为2H2＋O2===2H2O；D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。
4．C[根据方程式：
＋O2＋2H2SO4===2SO4＋2H2O
原电池中失电子的物质为负极，所以Pb为负极，PbO2为正极。
又因负极Pb－2e－===Pb2＋进入溶液，溶液中SO
也向Pb极移动，生成难溶的PbSO4，所以电解质溶液密度不断减小。
由于H＋的物质的量浓度不断减小，pH值不断增大。
综上分析得出答案为C。
]
5．B[从题给氧化还原反应方程式分析可知：
铜被氧化，作原电池的负极，X为正极，电极材料是比铜不活泼的导体，A正确；Ag＋在X电极上被还原，则电解质溶液提供Ag＋，B项错误，D项正确；
外电路中铜失去电子，流向X电极，C项正确。
]
6．C
7．A[锌片、铜片和稀硫酸构成原电池时，锌为负极，铜为正极，负极锌片溶解，正极析出H2；根据电子守恒原理，溶解1mol锌，就有2mol电子转移，则析出的H2为1mol，A项正确；溶解的锌和析出的H2物质的量相等，但质量不相等，B项不正确；溶解的锌和析出的H2质量比应为65∶2，C项不正确；H＋得电子变成H2，H2SO4被消耗，溶液pH变大，D项不正确。
]
8．C
9．
（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
解析根据电池反应：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑可知，正极为不比铁活泼的金属或非金属导体。
耳机发出声音是电能转化为声音。
由于铁为负极，应连接电流计的负极。
10．
（1）①Ag2O Zn
②Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2
③增大
（2）H2
H2－e－＋OH－===H2O
NiO（OH）＋e－＋H2O===Ni（OH）2＋OH－
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