专题6 第三单元 第2课时 化学电源-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

第2课时　化学电源 [学习目标]　1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点及在生活中的应用。　2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。　3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。 任务一　化学电池 1.化学电源的原理与分类 (1)原理：原电池原理。 (2)优点：化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。 (3)分类 [交流研讨1]　一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电池？ 提示：否，一次电池是不可充电电池，电量一旦放完就无法再次使用；二次电池是可充电电池，电量放完后可进行充电，可反复使用多次。 [交流研讨2]　什么是燃料电池？燃料电池中燃料需要燃烧吗？ 提示：燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置；燃料不需要燃烧。 2.常见化学电源的组成 电池名称 电极材料 电解质溶液 负极 正极 锌锰干电池 锌 石墨棒 氯化铵等 银锌纽扣电池 锌 氧化银 氢氧化钾溶液 铅蓄电池 铅 二氧化铅 硫酸 镍氢电池 贮氢合金 泡沫氧化镍 氢氧化钾溶液 氢氧燃料电池 H2放电 O2放电 氢氧化钾溶液 甲醇—空气燃料电池 甲醇放电 O2放电 氢氧化钾溶液 [交流研讨3]　氢氧燃料电池在酸性条件和碱性条件下的正极反应式相同吗？若不同，请分别写出电极反应式。 提示：不相同；酸性条件下正极反应式：O2＋4H＋＋4e－2H2O，碱性条件下正极反应式：2H2O＋O2＋4e－4OH－。 [交流研讨4]　铅蓄电池是典型的二次电池，写出它的负极反应和正极反应。 提示：负极反应： Pb＋S－2e－PbSO4； 正极反应：PbO2＋4H＋＋S＋2e－PbSO4＋2H2O。 [交流研讨5]　锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视。科学家目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2LiMnO2，写出负极的电极反应式和正极的电极反应式。 提示：负极反应： Li－e－Li＋；正极反应：MnO2＋e－Mn 学生用书⬇第27页 电极反应式的书写步骤 1.下列有关电池的说法中不正确的是(　　) A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极 答案：B 解析：手机上用的锂离子电池是可充电电池，A正确；铜锌原电池中，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错误；甲醇燃料电池是将甲醇的化学能转化为电能的装置，C正确；锌锰干电池中，Zn为负极，D正确。 2.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A.锌筒是原电池的正极 B.石墨电极上发生氧化反应 C.铵根离子流向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 答案：C 解析：锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向正极石墨棒，D错误。 3.镍镉可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。镍镉电池示意图如图： (1)放电时，还原反应在　　　　(填“a”或“b”)极进行，负极的电极反应式为　　　　　　　。 (2)放电时，正极反应式为　　　　　　　。 K＋移向　　　　极(填“a”或“b”)。 答案：(1)b　Cd－2e－＋2OH－Cd(OH)2 (2)2NiO(OH)＋2e－＋2H2O2Ni(OH)2＋2OH－　b 书写电极反应的三大注意事项 1.，；电极反应式中有气体生成时，要标注“↑”，但有固体生成时，不必标注“↓”。 2.两电极反应中得失电子数相等；书写正、负极反应式时一定注意电解质溶液若为碱性，不能出现H＋，若为酸性不能出现OH－。 3.原电池的电极反应式都是离子方程式，总反应式一般由正极和负极的电极反应式相加而成，书写时要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶、易电离的电解质才用离子符号表示；如果电解质为弱电解质，相加后要把离子改写为相应的弱电解质。 任务二　电解池 1.电解池 (1)定义：将电能转化为化学能的装置。 (2)电解原理 2.电解在物质制备中的应用 (1)电解水制得氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 (2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (3)电解制取金属 ①电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3＋＋3e－Al， 学生用书⬇第28页 阳极反应式：2O2－－4e－O2↑， 总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑。 ②电解制备其他活泼金属 电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。 [交流研讨1]　电解池中闭合回路仅是由电子的定向移动形成的吗？在电解质溶液中，阴离子和阳离子如何移动？ 提示：电解池中闭合回路的外电路由电子的定向移动形成，在电解质溶液中，闭合回路是由离子的定向移动形成的，在电解池中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。 [交流研讨2]　电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3吗？ 提示：不可以，MgO熔点高，熔融需要的能量很高；AlCl3是共价化合物，熔融时不导电。 下列说法正确的是(　　) A.电解熔融氧化铝制取金属铝，氧化铝只被还原 B.电解熔融NaCl制取Na，在阴极得到Na C.电解水时，在相同条件下，阴极和阳极产生的气体体积之比为1∶2 D.电解食盐水也可以得到Na单质 答案：B 解析：电解熔融氧化铝时，Al2O3中Al元素化合价降低，O元素化合价升高，Al2O3既被氧化又被还原，A项错误；电解熔融NaCl时，Na＋在阴极得到电子，被还原为钠，B项正确；电解水时阳极上产生O2，阴极上产生H2，相同条件下，V(O2)∶V(H2)＝1∶2，C项错误；电解饱和食盐水的产物是NaOH溶液和H2、Cl2，不能得到Na单质，D项错误。 1.根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法正确的是(　　) A.锌筒质量逐渐减小 B.该电池可以反复充放电 C.石墨棒作负极 D.电流从锌筒通过导线流向石墨棒 答案：A 解析：题图的电池为锌锰干电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，石墨棒为电池的正极，根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A正确；该电池为一次电池，放电后不能重复充电，B错误；石墨棒作正极，C错误；电池中锌失去的电子通过导线转移到石墨棒上，电流方向为石墨棒流向锌筒，D错误；故选A。 2.银锌纽扣电池的总反应式为Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag，下列说法不正确的是(　　) A.锌作负极 B.正极发生还原反应 C.电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn D.负极的电极反应式为Zn－2e－Zn2＋ 答案：D 解析：Zn失电子发生氧化反应而作负极，A项正确；正极上Ag2O得电子发生还原反应，B项正确；原电池中电流从正极沿导线流向负极，该原电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以放电时电流从Ag2O经导线流向Zn，C项正确；碱性条件下锌离子结合OH－生成Zn(OH)2，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－Zn(OH)2，D项错误。 3.锌—空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该装置将电能转变为化学能 B.石墨为正极，发生还原反应 C.电流经外电路由Zn流向石墨 D.氧气在石墨电极上发生氧化反应 答案：B 解析：锌是活泼金属，作负极，石墨电极是正极，结合原电池工作原理分析解答。该装置是原电池，将化学能转变为电能，A错误；石墨为正极，氧气在该电极上得到电子，发生还原反应，B正确、D错误；电流经外电路由正极流向负极，即由石墨流向Zn，C错误。 4.目前，中国汽车行业已经发生翻天覆地的变化，电动汽车的发展异常耀眼。新能源汽车最重要的部件就是电池，现有一款铅酸电池，放电时的电池反应：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。据此判断下列叙述正确的是(　　) A.放电时，电能转化为化学能 B.Pb是负极 C.PbO2得电子，被氧化 D.电池放电时，溶液酸性增强 答案：B 解析：放电时为原电池，将化学能转化为电能，A错误；放电时为原电池，Pb发生失电子的氧化反应、作负极，B正确；放电时为原电池，PbO2得电子，被还原，C错误；电池放电时总反应为PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，消耗硫酸，溶液酸性减弱，D错误。 5.(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从　　　　(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的　　　　(填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2＋2O2－－4e－2H2O B极：O2＋4e－2O2－ 则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　(填“流入”或“流出”)。 答案：(1)b　负　(2)负　流出 解析：(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。(2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。 学科网（北京）股份有限公司 $