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河南省确山县第二高级中学人教版高中化学教学案--选修四4.2 化学电源

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    • 资料类型：教(学)案
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  •  第二节   化 学 电 源

    教学目标
    1.了解电池的分类、特点及适用范围。
    2.了解几类化学电池的构造、原理。
    3.了解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害。 重难点
    1.一次、二次、燃料电池的构造及工作原理。(重点) 
    2.原电池电极反应式的书写。(重难点) 一．化学电池
     1.概念：是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流 产生，因而获得电能。
    2．类型①一次电池如普通锌锰电池——干电池②二次电池如铅蓄电池③燃料电池如氢氧燃料电池
    二  几种常见化学电池
    1.一次电池(碱性锌锰电 池)
    (1)构成：负极Zn，正极MnO2，电解质KOH。
    (2)电极反应：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
    正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
    总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
    2．二次电池(蓄电池)
    (1)构成：负极Pb、正极PbO2，电解质H2SO4溶液
    (2)工作原理
    ①放电：负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)
    正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
    总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
    ②充电时
    铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。
    阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)；
    阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)；
    总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
    上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
    3．燃料电池
    (1)工作原理
    ①连续地将燃料(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和氧化剂的化学能直接转换成电能。
    ②电极材料本身不发生氧化还原反应。
    ③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。
    (2)氢氧燃料电池 
    ①电极材料Pt，酸性电解质。
    ②电极反应：负极：H2－2e－===2H＋
    正极：12O2＋2H＋＋2e－===H2O
    总反应：H2＋12O2===H2O
    思考与交流
    若把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质 ，其电极反应式怎样写？
    【提示】　负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O
    正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
    总反应：2H2＋O2===2H2O
    三  化学电源中电极反应式的书写
    【问题导思】　
    ①化学电源中正、负极是什么物质得、失电子？
    【提示】　正极：阳离子得到电子生成单质或O2得电子。
    负极：活泼金属或H2失去电子。
    ②氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总反应实质相同吗？
    【提示】　相同，都为2H2＋O2===2H2O
    1．根据装置书写电极反应式
    (1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。
    (2)电极反应式的书写。
    负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子，若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4。
    正极：阳离子得到电子生成单质，或O2得到电子。若反应物是O2，则：
    电解质是碱性或中
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