第二节 化学能与电能
第2课时
学习目标
了解常见的化学电源的种类及其工作原理,知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。
学习重点、难点:
常见化学电源的工作原理
学习过程:
【自学指导一】阅读教材79-83 页,思考下列问题并把答案填写在下面的知识总结中。
问题:①目前化学电池主要分为哪几个大类?在性能等方面它们各有什么特点? 产生电能的基本原理是什么?
②化学电池与其他能源相比有哪些优点?
③判断电池的优劣标准主要是什么?
【知识总结】化学电池
1)概念:
2)分类:
3)优点:
4)电池优劣的判断标准:
5)各类电池
一次电池 二次电池 燃料电池
普通锌锰电池 碱性锌锰电池 银锌电池 锂电池 铅蓄电池
负极材料
正极材料
电解质溶液
6)燃 料 电 池
介质 电池反应: 2H2+O2=2H2O
酸性 负极
正极
中性 负极
正极
碱性 负极
正极
【练习】将铂丝插入KOH溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气,可以形成原电池,由于发生的反应类似于甲烷的燃烧,所以称作燃料电池,根据两极上反应的实质判断,通入甲烷的一极为____,这一极的电极反应为________;通入氧气的一极为_______,电极反应为_ ,总反应为______________。
【小结】书写电极反应式应注意以下几点:
1.电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则(如“拆”、“平”);
2.将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;
3.负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32-形式存在);
【巩固练习】
1、在含有H2S气体的空气中,银器表面易变黑(生成了Ag2S),为了除去银器表面Ag2S,可采用如下方法:在一个铝制的容器中放入食盐溶液,将银器浸入食盐溶液,使银器与铝接触良好.过一段时间,银器表面变为银白色,并闻到臭鸡蛋的气味,观察到有少量白色絮状沉淀生成,请用电极反应式和离子方程式表示上述过程.
2、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极燃气,制得在65℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
负极反应式:2CO+2CO32-=4CO2+4e-
正极反应式:
总反应式:
3.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池的总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是( )
A、 Li是正极,电极反应为Li - e- = Li+
B、 Li是负极,电极反应为Li - e- = Li+
C、 Li是负极,电极反应为MnO2 + e- = MnO2 –
D、 Li是负极,电极反应为Li -2e- = Li2+
4、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液,靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识,推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。
负极 正极
5已知:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用这一反应,试设计一个原电池,画出示意图,标明电极材料名称,电解质溶液,然后填空:
正极 ,电极反应
负极 ,电极反应