2023學(xué)年完整公開課版化學(xué)電源

第四章第二節(jié)

化學(xué)電源①寫出總反應(yīng)方程式（實(shí)際的氧化還原反應(yīng)）；②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分為氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)；③按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)的規(guī)律，正確判斷出反應(yīng)物和生成物；④根據(jù)電解質(zhì)溶液所能提供的離子（H、OH-）、H2O，結(jié)合電荷守恒、原子守恒，配平各電極反應(yīng)式；注意：總反應(yīng)方程式=正極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式電極反應(yīng)式的書寫原則負(fù)極材料：___電極反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2+正極材料：_____電極反應(yīng)：2MnO2+2e－+2NH4Cl===MnOOH＋2NH3＋2Cl－n碳棒1．一次電池——普通鋅錳干電池總反應(yīng)：n2MnO22NH4Cl===nCl22MnOOH2NH3負(fù)極材料：___電極反應(yīng)：Zn＋2OH－—2e－===Zn(OH)2正極材料：_____電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－nMnO21、一次電池——堿性鋅錳干電池總反應(yīng)式：n＋2MnO2＋2H2O===nOH2＋2MnOOH2、二次電池——鉛蓄電池總反應(yīng)式：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O負(fù)極Pb：Pb－2e－SO42－===PbSO4正極PbO2：PbO22e－4HSO42－===PbSO42H2O正極是PbO2，負(fù)極是Pb，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。2、二次電池——鎳鎘電池總反應(yīng)式：Cd2NiOOH2H2O===CdOH22NiOH2負(fù)極Cd：Cd－2e－2OH－===CdOH2正極NiOOH：2NiOOH2e－2H2O===2NiOH22OH－以Cd為負(fù)極，NiOOH為正極，以O(shè)H為電解質(zhì)，其壽命比鉛蓄電池的壽命長（可充電超過500次以上）2、二次電池——鋰離子電池通常以鋰做負(fù)極，其他導(dǎo)體作正極。負(fù)極Li：Li－e－===Li2、二次電池——鋅銀電池總反應(yīng)式：nAg2OH2O===2Ag2nOH2負(fù)極：n－2e－2OH－===nOH2正極：Ag2OH2O2e－===2Ag2OH－2、二次電池——鎳氫電池總反應(yīng)式：H22NiOOH===2NiOH2負(fù)極：H2－2e－2OH－===2H2O正極：2NiOOH2e－2H2O===2NiOH22OH－3、燃料電池利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，這樣的電池就是燃料電池，提高了燃料的利用率，是一種高效低污染的新型電池，主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域。燃料電池的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等?？偡磻?yīng)式：2H2＋O2===2H2O酸性：負(fù)極通H2：H2－2e－===2H正極通O2：O24e－4H===2H2O負(fù)極通H2：H2－2e－＋2OH－===2H2O正極通O2：O24e－2H2O===4OH－中性：負(fù)極通H2：H2－2e－===2H正極通O2：O24e－2H2O===4OH－堿性：3、燃料電池——?dú)溲跞剂想姵兀ㄒ允珵殡姌O）甲烷燃料電池在不同環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫：1酸性條件電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_____________________________。2堿性條件電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________。CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O3固體電解質(zhì)高溫下能傳導(dǎo)O2－電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：______________________________________。4熔融碳酸鹽如熔融2CO3環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO32－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_________________________________。CH4＋4CO32－－8e－===5CO2＋2H2OCH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O原電池原理的四大應(yīng)用命題點(diǎn)1比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動(dòng)性弱的金屬或非金屬作正極。如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線將A和B連接后，插入到稀硫酸中，一段時(shí)間后，若觀察到A溶解，而B上有氣體放出，則說明A作負(fù)極，B作正極，則可以判斷金屬活動(dòng)性A＞B。有A、B、C、D、E五塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是A．A＞B＞C＞D＞E B．A＞C＞D＞B＞EC．C＞A＞B＞D＞E D．B＞D＞C＞A＞EB命題點(diǎn)2加快化學(xué)反應(yīng)速率由于形成了原電池，導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。如n與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu－n原電池，加快反應(yīng)進(jìn)行。將兩份過量的鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積VL與時(shí)間tmin的關(guān)系正確的是B命題點(diǎn)3用于金屬的防護(hù)使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極而受到保護(hù)。例如要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。命題點(diǎn)4設(shè)計(jì)原電池1必須是能自發(fā)進(jìn)行且放熱的氧化還原反應(yīng)。2根據(jù)氧化還原關(guān)系找出正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。3按要求畫出原電池裝置示意圖某?；瘜W(xué)興趣小組進(jìn)行探究性活動(dòng)，將氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－====2Fe2＋＋I(xiàn)2，設(shè)計(jì)成鹽橋原電池。提供的試劑：FeCl3溶液，I溶液；其他用品任選。請(qǐng)回答下列問題：1請(qǐng)畫出設(shè)計(jì)的原電池裝置圖，并標(biāo)出電極材料，電極名稱及電解質(zhì)溶液。2發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________。3反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，外電路導(dǎo)線中________填“有”或“無”電流通過。4平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體，當(dāng)固體全部溶解后，則此時(shí)該溶液中電極變?yōu)開_______填“正”或“負(fù)”極。無負(fù)2I－－2e－===I2首先根據(jù)電池反應(yīng)分析物質(zhì)得失電子情況，然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)；對(duì)于較復(fù)雜的電極反應(yīng)，可以利用總反應(yīng)方程式減去較簡單一極的電極反應(yīng)式，從而得到較復(fù)雜一極的電極反應(yīng)式。命題點(diǎn)1新型電源中電極反應(yīng)式的書寫1、按要求寫出電極反應(yīng)式或總反應(yīng)方程式。1肼N2H4-空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________。22FeO4-n可以組成堿性電池，2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)為____________________________________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________。N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2OFeO42－＋3e－＋4H2O===FeOH3＋5OH－2FeO42－＋8H2O＋3n===2FeOH3＋3nOH2＋4OH－3鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如下圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O命題點(diǎn)2不同環(huán)境對(duì)燃料電池電極反應(yīng)式的影響2、甲烷燃料電池在不同環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫：1酸性條件電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_____________________________。2堿性條件電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________。CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O3固體電解質(zhì)高溫下能傳導(dǎo)O2－電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：______________________________________。4熔融碳酸鹽如熔融2CO3環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①正極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO32－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_________________________________。CH4＋4CO32－－8e－===5CO2＋2H2OCH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O1．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe＋Ni2O3＋3H2O===FeOH2＋2NiOH2。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB．電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===FeOH2C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D．電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2NiOH2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋H2O2．1直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極反應(yīng)式為________________________________、正極反應(yīng)式為__________________________。2熔融鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2