【学案导学设计】2014-2015学年高中化学 1.3.2 化学电源学案 鲁科版选修4.doc

第2课时化学电源[学习目标定位]1.知道化学电源的分类方法。2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。3.知道化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害设想其处理方法。1．原电池的设计与判断(1)依据Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑设计原电池可选用铁片作负极铜片(或石墨)作正极用导线连接后置于电解质溶液稀硫酸中。(2)若电极材料选铜和石墨电解质溶液选硫酸铁溶液外加导线能否构成原电池？能。若能请写出电极反应式负极为Cu－2e－===Cu2＋；正极为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。(若不能后两空不填)(3)若(2)题中电极材料选铜和铁则负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋正极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋其电池总反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。2．回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因：当Cu、Al导线连接时接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。(2)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时常加入少量的硫酸铜溶液的原因是锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4Cu2＋被锌置换出来生成的单质Cu附着在锌的表面此时会发生原电池反应锌为负极使反应速率加快。(3)有三种金属片a、b、c用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜溶液中a质量减小b质量增加；用导线将a、c连接浸泡在稀硫酸中c不断溶解a有气泡产生。由此判断三种金属的活动性顺序是c>a>b。探究点一化学电池化学电池是将化学能变成电能的装置。其种类很多常分为以下三类。请你举出生活中常见的电池并将其分类填入下表：种类特点(分类依据)实例一次电池放完电以后不能再使用普通锌锰电池、碱性锌锰电池二次电池充电、放电可循环进行铅蓄电池、镍氢电池燃料电池可通过不断充入还原剂、氧化剂连续使用氢氧燃料电池、CH4燃料电池[归纳总结]化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源分为一次电池、二次电池(可充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸、碱等有害物质随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。所以废弃电池要进行回收利用。[活学活用]1．下列说法错误的是()A．依据原电池的原理设计出了化学电源B．原电池是化学电源的雏形C．判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性D．氧化还原反应所释放的化学能是化学电源的能量来源答案C解析判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或比功率的大小以及可储存时间的长短。2．下列说法中不正确的是()A．化学电池是将化学能转变成电能的装置B．化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C．化学电池供能稳定可靠使用方便易于维护D．废旧电池可以随意丢弃答案D解析本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质随意丢弃对生态环境和人体健康危害很大所以废旧电池应回收利用。探究点二常见的化学电池1．一次电池(1)碱性锌锰干电池是一种常用的一次电池其负极是Zn正极是MnO2电解质溶液是KOH溶液。①负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O②正极反应式：MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－③总反应式：Zn＋MnO2＋H2O===Mn(OH)2＋ZnO。(2)锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag判断：①负极是Zn其依据是在总反应式中锌元素化合价升高失去电子锌为负极。②正极反应式是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－反应类型是还原反应。2．二次电池铅蓄电池是常见的二次电池其负极是Pb正极是PbO2电解质溶液是硫酸溶液。已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(\s\up7(放电)\s\do5(充电))2PbSO4＋2H2O(1)请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极：Pb＋SOeq\o\al(2－4)－2e－===PbSO4；正极：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－4)＋2e－===PbSO4＋2H2O。(2)铅蓄电池充电时发生氧化反应的物质是PbSO4其电极反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－4)；发生还原反应的物质是PbSO4其电极反应式是PbSO4＋2e－===Pb＋SOeq\o\al(2－4)。(3)放电过程中电解质溶液的pH变化是变大理由是H2SO4不断被消耗使[H＋]减小pH增大。3．燃料电池(1)氢氧燃料电池用Pt作电极不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)分别在两极发生氧化反应和还原反应电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧