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2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)電源》學(xué)案 班級(jí) 組別 姓名 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、掌握常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。 2、小組合作探究新型電池的工作原理并能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 3、以極度的熱情投入課堂，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂(lè)。 【使用說(shuō)明】 利用一節(jié)課，認(rèn)真閱讀課本完成學(xué)案，下課收齊。下節(jié)課修改10 分鐘后結(jié)合錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)討論10分鐘，師生探究、學(xué)生展示20分鐘，鞏固落實(shí)5分鐘。標(biāo)有★★的B層可不做，標(biāo)有★或★★的C層可不做 【課前導(dǎo)學(xué)】 一、常見(jiàn)化學(xué)電源 1、鋅錳干電池 （1）酸性干電池是鋅筒外殼為 _____極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨為 _____極，在石墨的周?chē)畛?______________混合液為電解質(zhì)溶液，用淀粉糊固定化 。并還填有MnO2黑色粉末，吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。 該干電池的工作原理是：Zn+ 2MnO2+ 2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 寫(xiě)出該干電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式：負(fù)極：________________________________ （2）堿性鋅錳干電池以氫氧化鉀做電解質(zhì)，其電極反應(yīng)式是：正極_________________________ 負(fù)極______________________________電池反應(yīng)是____________________________________ 2、鉛蓄電池 鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或者透明塑料制成長(zhǎng)方形外殼，在正極版上有一層棕褐色的 ________,負(fù)極板是海綿狀的________ ，兩極均浸入 ________溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開(kāi)。 (1) 放電時(shí)可看作是_______池，電極反應(yīng)式為：_____________________________________ 負(fù)極：_____________________________；正極：______________________________。 ⑵ 放電進(jìn)行到硫酸的濃度較低時(shí)需充電，充電時(shí)可以看作是 池，電極反應(yīng)式為： 陰極： ；陽(yáng)極： 。 ⑶ 電池總反應(yīng)方程式： 。 3、氫氧燃料電池 （1）若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液 負(fù)極： ； 正極： 總反應(yīng)方程式： （2） 若以H2SO4為電解質(zhì)溶液 負(fù)極： ；正極： 總反應(yīng)方程式： 【小結(jié)】1、總反應(yīng)式=___________________________________ 2、注意：若正極或負(fù)極電子得失后的產(chǎn)物能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，一定要寫(xiě)完整。 練習(xí)1、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A、電池工作時(shí)，鋅失去電子 B、電池正極的電極反應(yīng)式：2MnO2(s)+H2O(l)+2e—→Mn2O3(s)+2OH—(aq) C、電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極 D、外電路中每通過(guò)0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g 練習(xí)2、阿波羅號(hào)宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)保持在較高溫度，使水分蒸發(fā)，則下列敘述正確的是（ ） A、此電池能發(fā)出藍(lán)色光焰 B、H2為正極，O2為負(fù)極 C、工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不斷減小 D、電極反應(yīng)式為：負(fù)極 2H2+4OH—→4H2O+4e— 正極 O2+2H2O+4e—→4OH— 二、新型化學(xué)電源 1、海水電池 1991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁—海水為能源的新型電池，用作航海標(biāo)志燈，該電池以取之不盡的海水作為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流，電極反應(yīng)式為： 負(fù)極： __ 正極： 總反應(yīng)方程式： 2、銀鋅電池—紐扣式電池 它是用不銹鋼制成的一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，形似紐扣，盒內(nèi)正極殼一端填充由氧化銀和石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充由鋅汞合金組成的負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀濃溶液， 總的化學(xué)方程式：H2O+Ag2O + Zn = Zn(OH)2 +2Ag 寫(xiě)出電極反應(yīng)式為： 負(fù)極： ； 正極： 3、燃料電池 （1）今有甲烷、空氣、氫氧化鉀溶液構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通入氣體是________，正極通入氣體是_______，電極反應(yīng)式為：負(fù)極________________________ _正極_______________________， 電池反應(yīng)為 ____________________________________________ （2）如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為？負(fù)極：_____________________________ 正極__________________________________;（1）和（2）的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何化?___________________________________________________________________ 【合作探究】 1、下圖2004年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子（H+）和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另外一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O下列說(shuō)法正確的是（ ） A、左電極為電池的陰極，a處通入的物質(zhì)是甲醇 B、右電極為電池的負(fù)極，b處通入的物質(zhì)是空氣 C、負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH+H2O→ CO2+6H++6e— D、正極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e— → 4OH- 2、有一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2—。下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法正確的是（ ） A、在熔融電解質(zhì)中，O2—由負(fù)極移向正極 B、電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O2 = 8CO2+10H2O C、通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e—→4OH— D、通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：C4H10+13O2+26e—→4CO2+5H2O 3、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)方程式為 ________________________________________；放電時(shí)，CO32—移向電池的 _________（填“正”或“負(fù)”）極。 【課堂訓(xùn)練】 1、某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時(shí)的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4= Li2Mn2O4 , 下列說(shuō)法正確的是（ ） A、放電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B、放電時(shí)，正極反應(yīng)：Li++LiMn2O4+ e- → Li2Mn2O4 C、充電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D、充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為：Li++e— → Li 2、（1）肼（N2H4）又稱(chēng)聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在273K、101kPa時(shí)，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退?，放出熱?24KJ，N2H4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。 （2）肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。 肼—空氣燃料電池放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式 。 負(fù)極的電極反應(yīng)式 。 ★3、有甲乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol/L的硫酸溶液，乙同學(xué)將電極放入6mol/L的氫氧化鈉溶液中，如圖所示 （1）寫(xiě)出甲電池中正極的電極反應(yīng)式 ____________ （2）寫(xiě)出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極： 總反應(yīng)的離子方程式： ___________________________________________ （3）如果甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出 活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出 活動(dòng)性更強(qiáng)（填名稱(chēng)） （4）由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論（ ） A、利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì) B、鎂的金屬性不一定比鋁的強(qiáng) C、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序表已過(guò)時(shí)，已沒(méi)有利用價(jià)值 D、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問(wèn)題具體分析 （5）上述實(shí)驗(yàn)也反過(guò)來(lái)證明了“直接利用金屬活動(dòng)順序表判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法 ___________________（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正負(fù)極的可行實(shí)驗(yàn)方案 _______（如可靠，可不填） 【當(dāng)堂檢測(cè)】 ★★1、可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是（ ） A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－→4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－→Al(OH)3↓+3e— C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極 高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案26答案 一、常見(jiàn)化學(xué)電源 1、鋅錳干電池 （1）負(fù) 正 氯化銨、氯化鋅 負(fù)極：Zn → Zn2++2e- （2）正極：MnO2+2H2O +2e-→2OH—+Mn (OH)2 負(fù)極：Zn +2OH-→ZnO +H2O +2e- 總反應(yīng)式： Zn+ MnO2+ H2O = ZnO + Mn (OH)2 2、鉛蓄電池 PbO2 Pb 30%H2SO4 (1) 原電池 負(fù)極：Pb+SO42- → PbSO4 +2e- 正極：PbO2+SO42-+2e-+ 4H+→ PbSO4 +2H2O ⑵ 電解池 負(fù)極：PbSO4 +2e- → Pb+SO42- 正極：PbSO4+2H2O→ PbO2+SO42-+2e-+ 4H+ 放電 充電 (3) 總反應(yīng)式：PbO2+ Pb+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O 3、氫氧燃料電池 （1）負(fù)極： 2H2+4OH- →4H2O+ 4 e- 正極：O2+2H2O+4 e- →4OH- 總反應(yīng)式： 2 H2+ O2 = 2H2O （2）負(fù)極： 2H2 →4H++4 e- 正極：O2+4H++4 e- →2H2O 總反應(yīng)式： 2 H2+ O2 = 2H2O 【小結(jié) 】 總反應(yīng)式= 正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式 練習(xí)1 C 練習(xí)2 D 二、新型化學(xué)電源 1、海水電源 負(fù)極：4Al → 4Al3++12 e- 正極：3O2+6H2O+12 e-→ 12OH- 總反應(yīng)式：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3 2、銀鋅電池——鈕扣式電池 負(fù)極：Zn +2OH- → Zn(OH)2+2e- 正極： Ag2O+H2O +2e- → 2OH-+2Ag 3、 燃料電池 （1）甲烷 空氣 負(fù)極：CH4+10OH- → CO32-+7H2O+8 e- 正極：2O2+4H2O+8 e- → 8OH- 總反應(yīng)式：2CH4+2 O2+2KOH=K2CO3+3H2O （2）負(fù)極：CH4+2H2O → CO2+8H++8 e- 正極：2O2+8H++8 e- → 4H2O (1)中PH值變小，（2）中PH值變大 【合作探究】1、C 2、B 3、C3H8+5O2 = 3CO 2+4H2O 負(fù) 【課堂訓(xùn)練】 1、B 2、（1）熱化學(xué)方程式是N2H4（l）+ O2（g）= N2（g）+ 2H2O（l） △H（273K）= —624KJ/mol （2）正極：O2+2H2O+4 e— →4OH— 負(fù)極：N2H4 +4OH— → N2+4 e—+4H2O 3、（1）正極：2H++2 e- →H2 （2）Al+4OH— → Al[(OH)4] —+3 e— 2 Al+2OH-+6H2O=2Al[(OH)4] — +3H2↑ （3）鎂 鋁 （4）AD （5）不可靠 在電路中接入電流計(jì)，觀察指針偏轉(zhuǎn)方向 【當(dāng)堂檢測(cè)】A