第1章 微项目1 设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案——化学反应中能量及物质的转化利用（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案（鲁科版）

鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 微项目1　设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案——化学反应中能量及物质的转化利用 * 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 课堂检测 素养达标 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 [新知探究] 1．氢氧燃料电池 2H2－4e－ === 4H＋ 2H2＋4OH－－4e－ === 4H2O O2＋4e－＋4H＋ === 2H2O O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－ 种类 酸性(质子膜) 碱性(KOH) 负极反应 正极反应 电池 总反应 2H2＋O2===2H2O 备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 2.“神舟”飞船中的镍镉电池工作原理 镉镍电池中Cd作为负极，NiOOH作为正极，通过放电反应释放能量， 总反应： 。 Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 [自主检测] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“ ×”) (1)理论上说，任何可燃物气体与氧气都可设计成燃料电池。( ) (2)在燃料电池中，发生氧化反应的一极一定是可燃气体。( ) (3)用Pt作为电极，用KOH溶液作为电解质溶液构成燃料电池，通入氧气的一极一定是正极。( ) (4)飞船中电池工作时，KOH溶液中的阳离子向负极移动。( ) (5)氢氧燃料电池能量比氢气直接燃烧产生的能量效率高。( ) (6)镍镉电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增重1.7 g。( ) √ √ √ × √ √ 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 项目活动一　尝试设计载人航天器用化学电池   问题　航天器中经常使用的化学电池有哪些？哪种更适合做短寿命载人航天器的电源？ 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 提示：航天器中经常使用的化学电池有镍镉电池、镍氢电池、氢氧燃料电池等。与其他化学电池相比，氢氧燃料电池具有单位质量输出电能较高、反应生成的水可作为航天员的饮用水、氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸等优点，因此更适合做短寿命载人航天器的电源。 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 1．“阿波罗”飞船燃料电池的工作原理 (1)“阿波罗”飞船燃料电池(离子导体为KOH溶液) 负极反应为：2H2＋4OH－－4e－ === 4H2O， 正极反应为：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－。 (2)“阿波罗”登月飞船一代燃料电池(离子导体为H2SO4溶液)。 负极反应为：2H2－4e－ === 4H＋， 正极反应为：O2＋4H＋＋4e－ === 2H2O。 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 2．“神舟”飞船中的化学电池的工作原理 负极：Cd＋2OH－－2e－ === Cd(OH)2， 正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－=== 2Ni(OH)2＋2OH－， 总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 1．镉镍可充电电池的充、放电反应原理如下：Cd＋2NiOOH＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。下列说法错误的是(　　) A．放电时，Cd作为负极 B．放电时，NiOOH作为负极 C．电解质溶液为碱性溶液 D．放电时，负极反应为Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 解析：镉镍电池放电时，Cd作为负极，电极反应为Cd＋2OH－－2e－ === Cd(OH)2；NiOOH作为正极，电解质溶液为碱性溶液，B项错误。 答案：B 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 2．一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是(　　) 鲁科化学·选择性必修 1 返回导航 下页 上页 A．放电时，Mg(液)层的质量减小 B．放电时正极反应为：Mg2＋＋2e－ === Mg C．该电池充电时，Mg­Sb(液)层发生还原反应 D．该电池充电时，Cl－