1.2 第2课时 化学电源 学案 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.2 第2课时　化学电源 【学习目标】 1.通过交流讨论了解一次电池、二次电池和燃料电池的基本构造,学会书写常见的电极反应式和电池反应。 2.通过相关的信息分析了解化学电源的工作原理,初步建立化学电源工作原理的认知模型。 3.通过学习各类电池的实际应用,感受化学给人类带来的进步和文明,通过了解废旧电池对环境的危害,树立环保意识。 【自主预习】 一、化学电源的分类 　　　　是各种化学电源的雏形,常分为以下三类:  1.一次电池:也叫作　　　　,放电后不可再充电。  2.二次电池:又称　　　　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:连续地将　　　　和　　　　的化学能直接转化为电能的化学电源。  二、常见电池 1.锌锰干电池 项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 　　　　作负极,　　　　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+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2O　　　　　　　　 MnO2+H2O+e-MnOOH+OH- 电池反应 Zn+2MnO2+2NH4Cl2NH3+ZnCl2+Mn2O3+H2O Zn+2MnO2+H2O2MnOOH+ZnO 2.铅蓄电池 (1)电极材料 (2)电解质溶液:　　　　　　溶液。  (3)原理 (4)特点:性能优良,造价低,可多次充放电;主要缺点是单位质量电池释放的电能少。 3.氢氧燃料电池 (1)原理(电极反应及电池反应) 项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池 电极材料 石墨 电解质 磷酸等酸性溶液 KOH溶液 电极 反应 负极 2H2-4e-4H+ 2H2+4OH--4e-4H2O 正极 O2+4H++4e-2H2O O2+2H2O+4e-4OH- 电池反应 2H2+O22H2O (2)特点:能量利用效率高、可连续使用和污染轻等。 【微点拨】 　　燃料电池的两电极材料不参与反应,而是燃料(还原性气体或液体)和氧化剂分别在两极发生反应。 【参考答案】一、原电池　1.干电池　2.可充电电池　3.燃料　氧化剂 二、1.锌　石墨　2.(1)铅　二氧化铅　(2)H2SO4 (3)Pb+S-2e-PbSO4 PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O PbSO4+2e-Pb+S PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S 2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4 【效果检测】 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。 (　　) (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。 (　　) (3)铅蓄电池放电时负极反应与充电时阴极反应相同。 (　　) (4)氢氧燃料电池的电极材料一般不参与反应。 (　　) (5)氢氧燃料电池的负极反应为H2-2e-2H+。 (　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 【解析】(1)手机、电脑使用的是二次电池。 (2)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)铅蓄电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应。 (5)氢氧燃料电池在碱性环境中的负极反应为H2+2OH--2e-2H2O。 2.化学电池与其他能源相比有哪些优点? 【答案】方便携带、易于维护,能量转化效率较高,供能稳定可靠,可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组等。 3.你能说出铅蓄电池的优缺点吗? 【答案】①优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,在生产、生活中应用广泛。②缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。 【合作探究】 任务1：一次电池 情境导入　原电池是各种化学电源的雏形,我们现在使用的各种化学电源都是科技人员在原电池这一理论模型的基础之上,研制出的性能更好的各种实用电池。 根据原电池原理,人们设计了多种电池。如锌锰电池、铅蓄电池、小型燃料电池、锌银电池、锂离子电池。 这些电池广泛应用于通信、交通、文化、办公及家用电子产品,在高科技行业中也有着特殊的应用。在日常生活和学习中,你用过哪些电池呢? 问题生成 1.指出上述电池中哪些是一次电池?哪些是二次电池? 【答案】一次电池:锌锰电池、锌银电池;二次电池:铅蓄电池、锂离子电池。 2.一次电池和二次电池有什么区别? 【答案】一次电池不可以充电;二次电池可以充电,可重复使用。 3.对比分析酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池,指出它们的电解质溶液,并分析碱性锌锰干电池的优点。 【答案】前者电解质溶液为氯化锌