2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)電源》學(xué)案.doc
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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 組別 姓名 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、掌握常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。 2、小組合作探究新型電池的工作原理并能書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 3、以極度的熱情投入課堂,體驗學(xué)習(xí)的快樂。 【使用說明】 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)合錯題統(tǒng)計討論10分鐘,師生探究、學(xué)生展示20分鐘,鞏固落實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,在石墨的周圍填充 ______________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 寫出該干電池放電時的電極反應(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。 (1) 放電時可看作是_______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需充電,充電時可以看作是 池,電極反應(yīng)式為: 陰極: ;陽極: 。 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),一定要寫完整。 練習(xí)1、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,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)。下列說法錯誤的是( ) A、電池工作時,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,電子由正極通過外電路流向負(fù)極 D、外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g 練習(xí)2、阿波羅號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,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—。下列對該燃料電池說法正確的是( ) 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,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)。放電時的電池反應(yīng)為:Li+LiMn2O4= Li2Mn2O4 , 下列說法正確的是( ) A、放電時,LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B、放電時,正極反應(yīng):Li++LiMn2O4+ e- → Li2Mn2O4 C、充電時,LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D、充電時,陽極反應(yīng)為:Li++e— → Li 2、(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料。已知在273K、101kPa時,32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水,放出熱量624KJ,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: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)檢測金屬的活動性順序,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)寫出甲電池中正極的電極反應(yīng)式 ____________ (2)寫出乙池中負(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”,則甲會判斷出 活動性更強,而乙會判斷出 活動性更強(填名稱) (4)由此實驗,可得到如下哪些正確結(jié)論( ) A、利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì) B、鎂的金屬性不一定比鋁的強 C、該實驗說明金屬活動性順序表已過時,已沒有利用價值 D、該實驗說明化學(xué)研究對象復(fù)雜,反應(yīng)受條件影響較大,因此應(yīng)具體問題具體分析 (5)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動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,請你提出另一個判斷原電池正負(fù)極的可行實驗方案 _______(如可靠,可不填) 【當(dāng)堂檢測】 ★★1、可用于電動汽車的鋁-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。下列說法正確的是( ) A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為:O2+2H2O+4e-→4OH- B.以NaOH溶液為電解液時,負(fù)極反應(yīng)為:Al+3OH-→Al(OH)3↓+3e— C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變 D.電池工作時,電子通過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,觀察指針偏轉(zhuǎn)方向 【當(dāng)堂檢測】A- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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