山东昌乐二中2012届高三一轮化学学案：26化学电源（含答案）

化学电源 编号：26 班级 组别 姓名 【学习目标】 1、掌握常见化学电源的种类及其工作原理。 2、小组合作探究新型电池的工作原理并能书写电极反应式和电池反应方程式。 3、以极度的热情投入课堂，体验学习的快乐。【使用说明】 利用一节课，认真阅读课本完成学案，下课收齐。下节课修改10 分钟后结合错题统计讨论10分钟，师生探究、学生展示20分钟，巩固落实5分钟。标有的B层可不做，标有或的C层可不做【课前导学】一、常见化学电源1、锌锰干电池（1）酸性干电池是锌筒外壳为 _极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨为 _极，在石墨的周围填充 _混合液为电解质溶液，用淀粉糊固定化 。并还填有MnO2黑色粉末，吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。该干电池的工作原理是：Zn+ 2MnO2+ 2NH4+= Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O写出该干电池放电时的电极反应式：负极：_（2）碱性锌锰干电池以氢氧化钾做电解质，其电极反应式是：正极_负极_电池反应是_2、铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或者透明塑料制成长方形外壳，在正极版上有一层棕褐色的 _,负极板是海绵状的_ ，两极均浸入 _溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。(1) 放电时可看作是_池，电极反应式为：_ 负极：_；正极：_。 放电进行到硫酸的浓度较低时需充电，充电时可以看作是 池，电极反应式为： 阴极： ；阳极： 。 电池总反应方程式： 。3、氢氧燃料电池（1）若以KOH溶液为电解质溶液 负极： ； 正极： 总反应方程式： （2） 若以H2SO4为电解质溶液 负极： ；正极： 总反应方程式： 【小结】1、总反应式=_ 2、注意：若正极或负极电子得失后的产物能与电解质溶液反应，一定要写完整。 练习1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法错误的是（ ） A、电池工作时，锌失去电子 B、电池正极的电极反应式：2MnO2(s)+H2O(l)+2eMn2O3(s)+2OH(aq) C、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D、外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g练习2、阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使水分蒸发，则下列叙述正确的是（ ） A、此电池能发出蓝色光焰 B、H2为正极，O2为负极 C、工作时，电解质溶液的pH不断减小 D、电极反应式为：负极 2H2+4OH4H2O+4e 正极 O2+2H2O+4e4OH二、新型化学电源 1、海水电池 1991年我国首创以铝海水为能源的新型电池，用作航海标志灯，该电池以取之不尽的海水作为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流，电极反应式为： 负极： _ 正极： 总反应方程式： 2、银锌电池纽扣式电池 它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充由锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为氢氧化钾浓溶液， 总的化学方程式：H2O+Ag2O + Zn = Zn(OH)2 +2Ag写出电极反应式为： 负极： ； 正极： 3、燃料电池（1）今有甲烷、空气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入气体是_，正极通入气体是_，电极反应式为：负极_ _正极_，电池反应为 _（2）如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为？负极：_ 正极_;（1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何化?_ 【合作探究】1、下图2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另外一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O下列说法正确的是（ ） A、左电极为电池的阴极，a处通入的物质是甲醇 B、右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 C、负极反应式：CH3OH+H2O CO2+6H+6e D、正极反应式：O2+2H2O+4e 4OH-2、有一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是（ ） A、在熔融电解质中，O2由负极移向正极B、电池的总反应是：2C4H10+13O2 = 8CO2+10H2O C、通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+2H2O+4e4OH D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+13O2+26e4CO2+5H2O3、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 _；放电时，CO32移向电池的 _（填“正”或“负”）极。【课堂训练】1、某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4= Li2Mn2O4 , 下列说法正确的是（ ） A、放电时，LiMn2O4发生氧化反应 B、放电时，正极反应：Li+LiMn2O4+ e- Li2Mn2O4 C、充电时，LiMn2O4发生氧化反应 D、充电时，阳极反应为：Li+e Li2、（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在273K、101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624KJ，N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。（2）肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的电极反应式 。负极的电极反应式 。3、有甲乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/L的硫酸溶液，乙同学将电极放入6mol/L的氢氧化钠溶液中，如图所示（1）写出甲电池中正极的电极反应式 _ （2）写出乙池中负极的电极反应式 ： 负极： 总反应的离子方程式： _（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属活泼”，则甲会判断出 活动性更强，而乙会判断出 活动性更强（填名称）（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论（ ） A、利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 B、镁的金属性不一定比铝的强 C、该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有利用价值 D、该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法 _（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案 _（如可靠，可不填）【当堂检测】1、可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OHAl(OH)3+3eC以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极高三化学一轮复习学案26答案一、常见化学电源1、锌锰干电池（1）负 正 氯化铵、氯化锌 负极：Zn Zn2+2e-（2）正极：MnO2+2H2O +2e-2OH+Mn (OH)2负极：Zn +2OH-ZnO +H2O +2e-总反应式： Zn+ MnO2+ H2O = ZnO + Mn (OH)22、铅蓄电池 PbO2 Pb 30%H2SO4(1) 原电池 负极：Pb+SO42- PbSO4 +2e-正极：PbO2+SO42-+2e-+ 4H+ PbSO4 +2H2O 电解池 负极：PbSO4 +2e- Pb+SO42-正极：PbSO4+2H2O PbO2+SO42-+2e-+ 4H+放电充电 (3) 总反应式：PbO2+ Pb+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O3、氢氧燃料电池（1）负极： 2H2+4OH- 4H2O+ 4 e- 正极：O2+2H2O+4 e- 4OH-总反应式： 2 H2+ O2 = 2H2O（2）负极： 2H2 4H+4 e- 正极：O2+4H+4 e- 2H2O总反应式： 2 H2+ O2 = 2H2O【小结 】 总反应式= 正极反应式+负极反应式 练习1 C 练习2 D二、新型化学电源1、海水电源 负极：4Al 4Al3+12 e- 正极：3O2+6H2O+12 e- 12OH-总反应式：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）32、银锌电池钮扣式电池负极：Zn +2OH- Zn(OH)2+2e- 正极： Ag2O+H2O +2e- 2OH-+2Ag3、 燃料电池（1）甲烷 空气负极：CH4+10OH- CO32-+7H2O+8 e- 正极：2O2+4H2O+8 e- 8OH-总反应式：2CH4+2 O2+2KOH=K2CO3+3H2O（2）负极：CH4+2H2O CO2+8H+8 e- 正极：2O2+8H+8 e- 4H2O(1)中PH值变小，（2）中PH值变大【合作探究】1、C 2、B 3、C3H8+5O2 = 3CO 2+4H2O 负【课堂训练】1、B 2、（1）热化学方程式是N2H4（l）+ O2（g）= N2（g）+ 2H2O（l） H（273K）= 624KJ/mol（2）正极：O2+2H2O+4 e 4OH负极：N2H4 +4OH N2+4 e+4H2O3、（1）正极：2H+2 e- H2（2）Al+4OH Al(OH)4 +3 e2 Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4 +3H2（3）镁 铝（4）AD（5）不可靠 在电路中接入电流计，观察指针偏转方向【当堂检测】A 7