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    2020-2021学年化学鲁科版选修一教师用书:主题3课题1 电池探秘
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    高中化学鲁科版选修1 化学与生活课题1 电池探秘教学设计及反思

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    这是一份高中化学鲁科版选修1 化学与生活课题1 电池探秘教学设计及反思,共7页。

    课题1 电池探秘

    学习目标:1.以铜锌原电池为例理解原电池的工作原理。(重难点)2.认识电池的构成条件,掌握原电池正负极的判断方法。(重点)3.学会应用所学知识分析出生活中所使用的各种电池。(难点)

    一、电池是怎样工作的

    1原电池的定义

    化学能转化为电能的装置。

    2原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)

    (1)工作原理

    锌片失去电子,电子经导线流向铜片,溶液中的H从铜片上得到电子被还原成氢原子,继而结合成氢分子在铜片上放出。

    (2)电极名称

    负极:电子流出的电极。(发生氧化反应的一极)

    正极:电子流入的电极。(发生还原反应的一极)

    (3)电极反应式

    负极:Zn2e===Zn2

    正极:2H2e===H2

    总反应式:Zn2H===Zn2H2

    3原电池的构成条件

    (1)两个活泼性不同的电极(或金属与导电的非金属)

    负极:活泼性强、失去电子发生氧化反应。

    正极:活泼性弱、得到电子发生还原反应。

    (2)两电极插入同一电解质溶液中。

    (3)形成闭合回路

    (4)能自发地发生氧化还原反应。

    4实质

    原电池产生电流的实质,是发生了氧化还原反应。电子由负极流向正极产生电流。

    5实际应用

    (1)纽扣电池及工作原理

    总反应式:H2OZnHgO===Zn(OH)2Hg

    (2)纽扣电池的优点:体积,寿命,电流稳定

    二、认识几种电池

    1几种电池比较

    电池种类

    工作原理

    利弊

    锌锰

    干电池

    锌筒做负极,失电子被氧化

    碳棒与顶端的金属帽相连做正极,电池内部的MnO2得电子被还原

    使用时锌皮逐渐消耗,引起电解质渗漏

    电压不断下降,不能提供稳定电压

    铅酸

    蓄电池

    做负极,PbO2做正极,发生反应为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O,充电时PbSO4转变为PbPbO2

    可通过检查硫酸溶液的密度确定是否应该充电

    这类电池充、放电方便,稳定性,但体积大,使用不方便,且寿命较

    燃料

    电池(

    氢氧燃

    料电池

    为例)

    在负极消耗燃料H2,在正极消耗O2,反应为2H2O2===2H2O

    可以不间断地输入燃料和氧化剂,输出电极反应产物

    化学能直接转化为电能,能量转换率而且工作寿命,能够大功率连续供电,无噪声,无污染

    2.废旧电池污染的治理

    (1)废旧电池必须回收

    (2)开发使用无污染或污染小的新型电池,如太阳能电池。

    1判断对错(对的在括号内打,错的在括号内打×)

    (1)原电池中负极发生还原反应,正极发生氧化反应。 (  )

    (2)锌锰干电池中碳棒与顶端的金属帽相连做正极,锌筒做负极。

      (  )

    (3)铅蓄电池充电时化学能转化为电能。 (  )

    (4)燃料电池中燃料燃烧充分,能量转化率高。 (  )

    [答案] (1)× (2) (3)× (4)×

    2.下列有关原电池的说法中,正确的是(  )

    A.在正极上发生氧化反应

    B.化学性质较活泼的金属为负极

    C.正极是电子流出的极

    D.是由电能转化为化学能的装置

    B [原电池是化学能转化为电能的装置。在原电池工作时,较活泼的负极失电子被氧化,即电子流出;较不活泼的正极上得电子发生还原反应,即电子流入。]

    3.下列有关电池的说法不正确的是(  )

    A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

    B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极

    C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

    D.锌锰干电池中,锌电极是负极

    B [锂离子电池可以充电,再次使用,属于二次电池,A项正确;铜锌原电池中铜为正极,故电流从铜流向锌,而电子是由锌流向铜,B项错误;电池的实质是化学能转化成电能,C项正确;Zn失去电子生成Zn2,故作为负极,D项正确。]

    原电池的工作原理与正负极的判断

    如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极XY,外电路中电子流向如图所示。

    [思考交流]

    1.怎样判断该电池的正、负极?

    [提示] 电子流出的电极为负极,即X为负极;电子流入的电极为正极,即Y为正极。

    2X极发生氧化反应还是还原反应?

    [提示] 氧化反应。

    3.如果X极为铁片,Y极能是锌片吗?为什么?

    [提示] 不能。原电池中负极材料的活动性一般比正极材料强。

    1原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)

    2原电池正负极的判断

    (1)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

    在特殊情况下,正负极的判断还要考虑电解质溶液的性质。如()Al|NaOH(aq)|Mg()原电池中Al做负极,在强碱性条件下,AlMg活泼。

    (2)根据电流方向或电子流动方向判断。在外电路上,电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。

    (3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。

    (4)根据原电池两极发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。

    (5)依据现象判断。一般溶解的一极为负极,增重或者有气体放出的一极为正极。燃料电池除外。

    题组1 电池是怎样工作的

    1.下列有关原电池的叙述中正确的是(  )

    A.把电能转变为化学能的装置

    B.活泼金属作正极,不活泼金属或非金属作负极

    C.外电路中电子从负极流向正极

    D.正极发生氧化反应

    C [原电池将化学能转化为电能,A错误;原电池中活泼金属做负极,不活泼金属或非金属做正极,B错误;原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极发生还原反应,D错误。]

    2.在下图所示的柠檬水果电池中,外电路上的电流从电极X流向电极Y。若X为铁,则Y可能是(  )

    A.锌     B.石墨

    C.银 D.铜

    A [电流的方向与电子的移动方向相反,故电子由电极Y流向电极X,因此Y电极的活泼性强于铁,故Y电极只能为选项中的锌。]

    3.在银锌原电池中,以硫酸铜溶液为电解质溶液,锌为________极,电极上发生的是________反应(氧化还原),电极反应式为______________________,锌片上观察到的现象为________,银为________极,电极上发生的是________________反应(氧化还原),电极反应式是________;银片上观察到的现象是__________________________

    [解析] ZnAgCuSO4溶液组成的原电池中,Zn为负极发生氧化反应而逐渐溶解;Ag为正极,溶液中的铜离子被还原析出。

    [答案] 负 氧化 Zn2e===Zn2 锌片逐渐溶解

    正 还原 Cu22e===Cu 银片上有红色物质析出

    1在内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

    2电子只流经外电路,流向为:负极导线正极。

    3.电流方向与电子流向相反。

    4.只有根据能自发进行且放出能量的氧化还原反应才能设计原电池。

    题组2 认识几种电池

    4.锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:

    Zn2MnO22H===Zn2Mn2O3H2O

    在此电池放电时,正极(碳棒)上发生还原反应的是(  )

    AZn B.碳棒

    CMnO2 DH

    C [MnO2得电子生成Mn2O3,发生了还原反应。]

    5.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法,正确的是(  )

    A.该电池工作时电能转化为化学能

    B.该电池中电极a是正极

    C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a

    D.该电池的总反应:2H2O2===2H2O

    D [燃料电池将化学能转化为电能,通入燃料的电极为负极失去电子发生氧化反应,通入氧气的一极为正极得到电子发生还原反应。]

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