4.1.2 化学电源 微讲小本-【赢在微点】轻松课堂2023.2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019,单选版）

第2课时　化学电源 学习目标 核心素养 1.了解化学电源的种类及工作原理,知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。 2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3.掌握一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理,会书写电极反应式。 1.证据推理与模型认知:通过对常见化学电池的分析,建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。 2.科学态度与社会责任:增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。 课前预习新知 　 知|识|梳|理 知识点一　化学电源 1.化学电源的分类。 原电池是各种化学电源的雏形,常分为如下三类: (1)一次电池:也叫做干电池,放电后不可再充电的电池。 (2)二次电池:又称可充电电池或蓄电池,放电后可以再充电而反复使用的电池。 (3)燃料电池:一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2.判断电池优劣的主要标准。 3.化学电池的回收利用。 使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质,随处丢弃会对生态环境和人体健康造成危害。废弃电池要进行回收利用。 4.化学电源的发展方向。 小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐,如镍氢电池、锂离子电池等。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.一次电池也叫干电池,其活性物质被消耗后不能再生。 (√) 2.二次电池也叫可充电电池,通过充电可使其活性物质再生。 (√) 3.手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池。 (×) 4.化学电源与其他能源相比,具有携带方便,可制成各种形状等优点。 (√) 知识点二　常见的化学电源 1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)。 2.二次电池(以铅酸蓄电池为例)。 3.燃料电池(以氢氧燃料电池为例)。 燃料电池的能量利用率高,而且可以做到污染物的少排放甚至零排放,因此被誉为“绿色发电站”。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.二次电池的放电过程,负极质量一定减小。 (×) 2.可充电电池的充、放电过程是可逆反应。 (×) 3.铅酸蓄电池充电时,正极接直流电源正极,发生还原反应。 (×) 4.碱性氢氧燃料电池中,负极反应为H2-2e-2H+。 (×) 5.燃料电池中,可燃物通入负极,发生还原反应。 (×) 课堂互动探究 　 探究一　化学电源电极的判断及电极反应式的书写 1.根据装置书写电极反应式。 (1)确定原电池的正、负极及放电的物质。 首先根据题目给定的图示装置特点,结合原电池正、负极的判断方法,确定原电池的正、负极及放电的物质。 (2)书写电极反应式。 ①负极反应。 规律:活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H+(或其他氧化产物)。 特例:若电解质溶液中的阴离子与生成的金属阳离子或H+能反应,则该阴离子应写入电极反应式,如铅酸蓄电池的负极反应是Pb+S-2e-PbSO4。 ②正极反应。 规律:阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成OH-或H2O等。 特例:若是氧气得电子,要考虑电解质溶液的情况。 a.中性或碱性:O2+2H2O+4e-4OH-; b.酸性:O2+4H++4e-2H2O; c.固体电解质(高温下能传导O2-)环境下: O2+4e-2O2-; d.熔融碳酸盐环境下:O2+2CO2+4e-2C。 (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2.给出电池总反应式,写电极反应式。 (1)一般书写步骤为①列物质,标得失;②选离子,配电荷;③配个数,巧用水;④两式加,验总式。 (2)书写技巧。 ①技巧一:若电极反应式较难时,可先写出较易的电极反应式,用电池总反应式减去较易电极反应式,即得较难的电极反应式。 ②技巧二:溶液酸、碱性不同,O、H元素的写法不同。 a.水溶液中不能出现O2-,非水溶液中可有独立的O2-; b.酸性溶液中,不能出现OH-; c.碱性溶液中,不能出现H+; d.中性溶液中,反应物不能出现H+和OH-,但产物可以产生OH-或H+。 ③技巧三:要注意“电极产物与电解质(即介质)是否反应”“负极产物与正极产物是否反应”。 【例1】　最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2,同时产生电能,其原理示意图如图。下列有关该电池的说法正确的是 (　　) A.氧化银电极上的反应为Ag2O+2e-2Ag+O2- B.石墨电极上的反应为C6H12O6+6H2O+24e-6CO2↑+24H+ C.每转移4 mol电子,氧化银电极产生22.4 L CO2气体(标准状况) D.30 g C6H12O6参与反应,有4 mol H+经质子交换膜进入正极区 解析　C6H12O6在微生物作用下转化为CO