(教案)第1章 第2节 第2课时 化学电源-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修一(鲁科版2019)

第2课时　化学电源 学习任务目标 1．通过对化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模式，提高对原电池本质的认识。 2．知道废旧电池对环境的危害，认识环境保护和资源合理开发的重要性，树立可持续发展的环保意识和绿色化学观念。 1．目前，市场上的化学电池有干电池(属于一次电池)、可充电电池(又称二次电池)和燃料电池等。 2．一种氢氧燃料电池的装置示意图如图所示。 还原剂(如氢气)在负极上失去电子，是负极反应物； 氧化剂(如氧气)在正极上得到电子，是正极反应物； 电极材料(如石墨电极)通常是能够导电的固体。 此外，还要有能传导电荷的电解质(如稀硫酸)作为离子导体；而导线则作为电子导体，起到传导电子形成闭合回路的作用。 一、化学电源的分类 二、常见的化学电源 1．锌锰干电池 项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 锌筒作负极，石墨作正极 锌粉作负极，石墨作正极 电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾 电极反应 负极 Zn－2e－===Zn2＋ Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极 2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ 电池反应 Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=== 2NH3＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O Zn＋2MnO2＋H2O ===ZnO＋2MnOOH 2．铅蓄电池 3．氢氧燃料电池 (1)原理： ①碱性电解质： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－； 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 ②酸性电解质： 负极：2H2－4e－===4H＋； 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O； 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 (2)特点：能量利用效率高，不产生污染。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)手机、电脑使用的电池为一次电池。 (　　) ×　提示：手机、电脑使用的是二次电池。 (2)酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池工作时，负极反应相同。 (　　) ×　提示：酸性锌锰干电池负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，碱性锌锰干电池负极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O。 (3)氢氧燃料电池的电极一般不参与反应。(√) 2．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，放电过程，H2SO4被不断消耗。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．SO只向PbO2处移动 D．放电过程，电解质溶液酸性不断减弱 D　解析：根据电池反应可知，单质铅中铅元素化合价升高，铅做负极，发生氧化反应，A错误；反应过程中，硫酸被消耗，故溶液的pH不断增大，B错误；PbO2为正极，阴离子向负极移动，故SO向铅极移动，C错误；反应过程中，硫酸被消耗，故电解质溶液酸性不断减弱，D正确。 3．锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。 下列关于原电池和干电池的说法不正确的是(　　) A．两者正极材料不同 B．MnO2的放电产物可能是KMnO4 C．两者负极反应均为Zn失电子 D．原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象 B　解析：左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，右图为原电池，正极材料是铜单质，两者正极材料不同，故A说法正确；干电池中MnO2做氧化剂，Mn的化合价降低，故B说法错误；两装置中Zn均为负极，失去电子，故C说法正确；根据自放电现象的定义，Zn与稀硫酸能够发生反应，即原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象，故D说法正确。 4．氢氧燃料电池是一种能在航天飞机上使用的特殊电池，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是(　　) A．由于A、B两电极没有活动性差别，不能构成原电池 B．A电极是负极，电极上发生氧化反应 C．产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池 D．外电路中电流由B电极通过导线流向A电极 A　解析：A项，燃料电池中电极的活泼性可以是相同的，通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，错误；B项，A电极通入的是氢气，H2为负极反应物，电极上发生氧化反应，正确；C项，氢氧燃料电池反应产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池，正确；D项，B电极是正极，则外电路中电流由B电极通过导线流向A电极，正确。 新型化学电源的工作原理 一种可充电电池的原料为H2，其电池反应为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2，它具有比能量多等优点，常作为电动汽车、卫星等的电源。 探究1：该电池内电解质溶液呈酸性还是碱性？ 提示：碱性。 探究2