新人教版高中化学选修44.2化学电源(导学案)VIP专享VIP免费

第四章第二节化学电源【学习目标】1、认识日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。【学习重点】化学电源的结构及电极反应的书写。【学习难点】燃料电池电极反应的书写。自主学习一、化学电源（一）化学电源的分类1.一次电池：电池中发生反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。2.二次电池：可多次的电池。3.燃料电池：利用和间的氧化还原反应将能转化为能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能的原因。4.判断电池优劣或者是否合适某种需要，主要看这种电池或以及电池的可存储时间的长短。二、一次电池（一）锌锰电池——分为酸性和碱性两种1.普通锌锰电池：酸性电解质为负极：材料，反应式：正极：材料，反应式：2NH4+＋2e＋2MnO2＝2NH3↑＋Mn2O3＋H2O总反应化学反应方程式：Zn+2MnO2+2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+2NH3↑2.碱性锌锰电池：负极：材料，反应式：正极：材料，反应式：2MnO2+2e+2H2O=2MnOOH+2OH总反应化学反应方程式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2（二）银锌电池负极：材料，反应式：。正极：材料，反应式：。总反应化学反应方程式：Zn+AgO2+H2O=Zn(OH)2+2Ag三、二次电池（一）铅蓄电池——最常见的二次电池总反应化学反应方程式：放电时：负极：材料，反应式：。正极：材料，反应式：。充电时：阳极(氧化反应)：材料，反应式：阴极(还原反应)：材料，反应式：（二）目前已经开发的新型二次电池有四、燃料电池（一）氢氧燃料电池总反应化学反应方程式：2H2+O2=2H2O，正、负极材料是：1.使用中性作电解质负极反应式：；正极反应式：。2．使用酸性电解质负极反应式：；正极反应式：。3．使用碱性电解质负极反应式：；正极反应式：。小结：氢氧燃料电池的电解质适合选择性的电解质。燃料电池与前几种电池的比较的优势：①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应产物不断排出③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。④如氢燃料电池的产物对环境是友好的。五、书写电极反应式注意点：1、普通原电池①找出氧化反应和还原反应的物质和电子得失的数目，确定正负极反应的物质；②根据反应物和产物的结构，考虑反应环境（离子共存）写出正负极反应式。③正负极反应式遵守得失电子相等的原则。④总反应的离子方程式是正、负两个极电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减半反应可得另一极反应。⑤检查：质量守恒和电荷守恒。⑥注意：判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。2、燃料电池：抓正极、看环境、得负极①先写正极：正极一般是O2得电子发生还原反应。②看环境：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中不能出现的H+，酸性介质中不能出现的OH-。③得负极：用总的离子反应式减去正极反应式即可得到负极反应式。④检查：质量守恒和电荷守恒。合作探究1、用镁片和铝片为电极，分别以稀H2SO4和NaOH溶液为电解质溶液，构成有盐桥的原电池，请画出装置图，并写出正、负极反应式。2、甲烷燃料电池是一种新型高效的电池，它采用铂为电极材料，两极上分别通入CH4和O2进行反应，KOH溶液作为电解质。你认为选择KOH溶液作为电解质的原因是什么？请写出总反应的离子方程式和正、负极反应式。原因：。负极反应式：；正极反应式：；总反应离子反应方程式：；总反应化学反应方程式：。3、甲醇燃料电池（DMFC）可用于生命探测仪，该燃料电池以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，电解质可以是质子交换膜（可传导氢离子），甲醇和氧气分别在多孔金属电极上发生反应，从而将化学能直接转化为电能，如图所示，（1）请写出正、负极反应式。负极反应式：；正极反应式：；（2）如果电解质换成NaOH溶液，请写出请写出正、负极反应式。负极反应式：；正极反应式：；4、肼（N2H4）一空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，其电解质是20%-30%的KOH溶液，产物是N2...