1-2化学电源学案及同步练习二.doc
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第1章化学反应与能量转化
第2节化学能转化为电能——电池
第二课时学案化学电源
[阅读课本]
根据化学电池的用途，可以分为、和。
一、一次电池
观察锌锰干电池，根据日常生活常识，请同学叙述干电池的正极材料、负极材料、两极之间的填充物。
（填充物分为酸性和碱性两种）
［小结］
①酸性锌锰电池内充入和浓溶液，用淀粉糊固定化。
电极反应：
负极反应
正极反应
②碱性锌锰电池用代替NH4Cl作电解质。
负极反应
正极反应
电池反应
讨论：
酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的优缺点。
二、二次电池（可充电电池）
常见的为铅蓄电池。
［展示］铅蓄电池的组成结构。
［小结］请同学们介绍主要结构以及发生的电极反应。
负极反应
正极反应
放电时为电池反应：
充电时为电解反应：
[身边的化学]常见的二次电池有镉镍电池，氢镍电池，锂离子电池。
三、燃料电池
燃料电池是一种连续的把燃料和氧化剂的化学能直接换成电能的化学电池。
［讨论］燃料电池与前几种电池的差别。
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；
②反应物不断排出；
③能量转化率高。
［小结］氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。
反应原理：
在碱性条件
负极反应
正极反应
总反应
在酸性条件
负极反应
正极反应
总反应
[方法导引]书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在）；
4．溶液中不存在O2-：
在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
［总结］化学电源的应用领域；化学电源的优点；化学电源工作时发生反应的类型。
课堂练习：
1．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，总反应式为：
Zn（s）＋2MnO2（s）＋H2O（l）＝Zn（OH）2（s）＋Mn2O3（s）
下列说法错误的是（）
A.电池工作时，锌失去电子
B.电池正极电极反应式为：
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6.5g
KOH溶液
CH4
O2
H2O
ab
2．氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。
常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：
甲烷、汽油等。
请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中
a极的电极反应式：
此时电池内总的反应式：
第1章化学反应与能量转化
第2节化学能转化为电能——电池（化学电源）
同步练习二
一、不定项选择题（有一到两个正确选项）
1．人造卫星用到的一种银锌高能电池，其电极反应为：
Zn+2OH－－2e－=Zn（OH）2；Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－根据反应式判断氧化银是
A．负极被氧化B．正极被还原C．负极被还原D．正极被氧化
2．镍-镉（Ni—Cd）可充电电池，可以发生如下反应：
放电
充电
Cd（OH）2+2Ni（OH）2Cd+2NiO（OH）+2H2O，
由此可知，该电池的负极材料是
A．CdB．NiO（OH）C．Cd（OH）2D．Ni（OH）2
3．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为：
4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3，下列说法不正确的是
A．正极反应为：
Ｏ2＋2Ｈ2O＋4e－＝4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用
4． MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃－700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2=2H2O（该电池放电过程中，CO2被循环利用）。
则下列有关该电池的说法不正确的是
A．该电池的正极的反应式为：
O2+2CO2＋4e－====2CO32－
B．该电池负极的反应为：
H2＋CO32－－2e－====H2O＋CO2
C．当电路中通过amol电子时，则该电池理论上可供应9ag水蒸气
D．放电时CO32－向正极移动
5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为
A.H2＋2OH－＝2H2O＋2e－ B.O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C.H2＝2H＋＋2e－ D.O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
6．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，
下列叙述不正确的是
A.a电极是正极
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
7．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。
下列对该燃料电池说法正确的是
A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极
B．电池的总反应是：
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：
O2+4e—=2O2—
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
C4H10+26e—+13O2—==4CO2+5H2O
8.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，总反应为：
2C2H6＋7O2＋8KOH==4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是
A.正极反应为14H2O＋7O2＋28e－====28OH－
B.放电一段时间后，负极周围的pH升高
C.每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol
D.放电过程中KOH的物质的量浓度不变
二.填空题
9．阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2==2H2O。
（1）电解质溶液为KOH溶液，电极反应式：
负极_________________________________正极________________________________
（2）把电解质溶液改为稀H2SO4，电极反应式：
负极_________________________________正极________________________________
（3）把H2改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式
负极_________________________________正极________________________________
（4）把H2改为CH4，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电极反应式
负极_________________________________正极________________________________
10．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用，目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：
（1）下列有关镍镉电池总反应的说法中，正确的是________（填序号）；
①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能
（2）已知和均难溶于水．有资料表明，一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重．这是因为
。
（化学电源）同步练习二参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
A
B
D
C
AB
BC
AC
9．
（1）2H2-4e-+4OH-=4H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-
（2）2H2-4e-=4H+、O2+4e-+4H+=2H2O。
（3）CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-
（4）CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+、O2+4e-+4H+=2H2O。
10．
（1）②④
（2）和均能溶于酸生成可溶于水的重金属盐，易对土地造成重金属污染。
第5页（共4页）
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