高中化学 第三单元 化学能与电能的转化（第2课时）导学案 苏教版必修.doc

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1、河北省唐山市开滦第二中学2014高中化学第三单元化学能与电能的转化（第2课时）导学案苏教版必修2【学习目标】1．理解原电池原理2．通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用【重点难点】常见化学电源的种类及其工作原理【学习内容】【知识回顾】请以反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2设计一个原电池：【讨论】根据自己设计的原电池回答下列问题：1、构成原电池的条件是什么？2、标出原电池的正负极，并说明判断的依据。3、在原电池中，电子的流动方向是怎样的？电流方

2、向呢？4、在原电池溶液中，各离子如何移动？5、原电池工作过程中，溶液的PH值怎样变化？并写出电极反应。6、原电池是如何将化学能转化为电能的呢？一．化学电源以及电极反应的书写1．一次电池（1）碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池的负极为锌，正极为金属棒，电池反应方程式：Zn+2H2O+2MnO2=2MnOOH+Zn(OH)2，则电极反应为：负极：正极：（2）银锌纽扣电池银锌纽扣电池的电极分别是Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，电池反应的产物是ZnO和Ag，则其电极反应和电池反应为：负极：正极：电池反应方程

3、式：2．二次电池（1）铅蓄电池铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的电极反应为：负极：正极：放电时总反应方程式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O（2）镍镉蓄电池正极(镍)上有Ni(OH)3，负极主要是镉(含有一些铁)，所用电解质为KOH溶液。放电时发生的电极反应式：负极：Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2正极：2Ni(OH)3+2e-=2Ni(OH)2+2OH-电池总反应式：3．燃料电池燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，负极是通入还原剂

4、的一方，正极是通入氧化剂的一方。（1）氢氧燃料电池一般用30％KOH溶液作这种电池的电解质溶液。电极可用含有催化剂的多孔石墨电极(负极中催化剂可用铂或钯，正极中催化剂可用AgO或CoO)。其放电时电极反应：负极：正极：电池总反应式：（2）甲烷燃料电池甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极反应为：正极：负极：CH4+10OH--8e===CO32-+7H2O总反应：【讨论】根据上述原电池电极反应，总结如何书写原电池的电极反应。【总结】电极反应的书写：1．原电池的正负极确定a．由两极的相对活泼性确定

5、：相对活泼性较强的金属为负极（一般负极材料与电解质溶液发生反应），但不是绝对的。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中，负极为，但Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，负极为。b．根据反应的类型判断：可根据总反应式来分析电极是发生氧化反应还是还原反应，若发生氧化反应，则为负极，若发生还原反应，则为正极。2．书写电极反应注意的问题a．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子方程式的一切规则；两电极反应式中得失电子数目一般相等。b．负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如+4价

6、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）；c．溶液中不存在O2-——在酸性溶液中它H＋与结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与H2O结合成OH-。d．两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。e．对于可逆电池反应，要弄清楚充电和放电的方向，放电过程体现原电池原理，充电过程体现电解池原理。二、方法指引化学电源有一次电池和二次电池之分，一次电池用过后不能复原，二次电池充电后能继续使用。一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后

7、就不能再使用；而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。三、典型例题1．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为，此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）解析：因为放电发生Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2的反应，负极失去电子，发生氧化反应，做还原剂，因此负极为Zn，答案为D2．1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放

8、入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,则该电源的负极材料为，正极材料为，负极反应，正极反应。解析：Al、O2（空气）之间的氧化还原反应为：4Al+3O2=Al2O3，将该反应与原电池原理、铝的导电性等知识进行综合分析可知，铝既是负极产物，又是反应材料，O2是正极反应物，正极材料应该选择还原性比铝弱的导电性强的材料，如石墨等铝、O2的氧化反应、还原反应分别为：Al–3e-=Al3+，O2+2H2O