|学案下载
搜索
    上传资料 赚现金
    4.1.2 化学电源 (学案)-2020-2021学年上学期高二化学同步精品课堂(新教材人教版选择性必修1)
    立即下载
    加入资料篮
    4.1.2  化学电源 (学案)-2020-2021学年上学期高二化学同步精品课堂(新教材人教版选择性必修1)01
    4.1.2  化学电源 (学案)-2020-2021学年上学期高二化学同步精品课堂(新教材人教版选择性必修1)02
    4.1.2  化学电源 (学案)-2020-2021学年上学期高二化学同步精品课堂(新教材人教版选择性必修1)03
    还剩7页未读, 继续阅读
    下载需要15学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    化学选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池学案

    展开
    这是一份化学选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池学案,共10页。学案主要包含了化学电源,析氢腐蚀与吸氧腐蚀等内容,欢迎下载使用。

    1.能写出电极反应和电池反应的方程式。
    2.了解常见化学电池的种类及其工作原理。
    3.理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
    1.写出电极反应和电池反应的方程式。
    构成原电池的条件________________________________________________
    知识点一、化学电源
    1、电极方程式的书写
    一般来讲,书写原电池的电极反应式应注意如下四点:
    1.准确判断原电池的正负极
    如果电池的正负极判断失误,则电极反应式必然写错,这是正确书写电极反应式的前提。一般而言,较活泼的金属成为原电池的负极,但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,铜却是原电池的负极被氧化,因为铝在浓硝酸中表面发生了钝化。此时,其电极反应式为:负极:Cu-2e- ==Cu2+ 正极:2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O
    又如将镁铝合金放入6ml/L的NaOH溶液中构成原电池时,尽管镁比铝活泼,但镁不和NaOH溶液反应,所以铝成为负极,其电极反应式为:负极:2Al+8OH—-6e-==2AlO2-+4H2O 正极:6H2O+6e-==3H2+6OH-
    2.高度注意电解质的酸碱性
    在正、负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种,在酸溶液中负极反应式为:2H2-4e-==4H+ 正极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O;如是在碱溶液中,则不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2。
    3.牢牢抓住总的反应方程式
    从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以,对于一个陌生的原电池,只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
    4.不能忽视电子转移数相等
    在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
    (1)一次电池:放电之后不能充电,内部的氧化还原反应是不可逆的。
    干电池:一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动。
    碱性锌锰电池
    构成:负极是________,正极是_____________,电解质是KOH
    负极:_____________________正极:_____________________
    总反应式:_______________________________
    特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。
    (2)二次电池
    ①铅蓄电池
    放电电极反应
    负极:_____________________;正极:___________________________
    总反应式:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
    ②镍一镉碱性蓄电池
    负极:________________________________;
    正极:________________________________________________
    总反应式:Cd +2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
    (3)燃料电池
    除氢气外,烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体,均可作燃料电池的燃料;除纯氧气外,空气中的氧气也可作氧化剂。
    燃料电池的能量转化率高于80%,远高于燃烧过程(仅30%左右),有利于节约能源。燃料电池有广阔的发展前途。
    知识点二、析氢腐蚀与吸氧腐蚀
    以钢铁的腐蚀为例进行分析:
    【练习】1.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图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( )
    A.该电池中电极b是正极,发生还原反应
    B.外电路中电流由电极a通过导线流向电极b
    C.该电池的总反应为2H2O═2H2+O2
    D.该电池工作时电能转化为化学能
    【练习】2.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为:2H2+O2═2H2O,下列有关说法正确的是( )
    A.H+由b极通过固体酸电解质传递到a极
    B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
    C.每转移2ml电子,消耗4g的H2
    D.H2O是正极的产物
    【练习】3.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图。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b是负极
    C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
    D.该电池是绿色环保电池
    【练习】4.如图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是( )
    A.该电池不能在高温下工作
    B.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2↑+24H+
    C.放电过程中,电子从正极区向负极区每转移1ml,便有1ml H+从阳极室进入阴极室
    D.微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点,值得研究与推广
    【练习】5.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构图,电池总反应可表示为:2H2+O2═2H2O,下列有关说法正确的是( )
    A.电子通过外电路从a极流向b极
    B.b极上的电极反应式为:O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
    C.每转移0.1ml电子,消耗1.12L的H2
    D.H+由b极通过固体酸电解质传递到a极
    【练习】6.一种新型燃料电池以二氧化硫和空气为原料,工作原理如图所示,下列说法不正确的是( )
    A.电路中每通过1ml电子,有1ml H+从a电极迁移到b电极
    B.该电池实现了制备硫酸、发电、环保三位一体的结合
    C.该电池工作时,b极附近pH逐渐降低
    D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2:1
    【练习】7.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,其电池构造如图所示。下列说法正确的是( )
    A.供电时的总反应为:2H2+O2H2O
    B.多孔金属a作负极,是电子流入的极
    C.电池工作时,电解质溶液中OH﹣移向a极
    D.正极的电极反应为:O2+4e﹣+4H+═2H2O
    【练习】8.将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,此装置称为甲烷燃料电池。下列叙述中正确的是( )
    ①通入CH4的电极为正极;
    ②正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣;
    ③放电时溶液中的阳离子向正极移动;
    ④负极的电极反应式为:CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O;
    ⑤电子迁移方向:通入CH4的铂电极→通入O2的铂电极→电解质溶液→通入CH4的铂电极
    A.①③⑤B.②③④C.②④⑤D.①②③
    1.铅蓄电池是机动车上常用的化学电源,其两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为硫酸,工作时反应为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O.下列结论正确的是( )
    A.Pb为负极,总质量减少
    B.正极电极反应:PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣═PbSO4+2H2O
    C.充电时,电解质溶液浓度不断减小
    D.放电时,溶液的pH不断减小
    2.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH+H2O﹣4e﹣═CH3COOH+4H+.下列有关说法不正确的是( )
    A.检测时,电解质溶液中的H+向正极移动
    B.正极上发生的反应为:O2+4H++4e﹣═2H2O
    C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2═CH3COOH+H2O
    D.若有0.4ml电子转移,则消耗4.48L氧气
    3.在第十三届阿布扎比国际防务展上,采用先进的氢燃料电池系统的无人机,创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢燃料电池的说法正确的是( )
    A.通入氧气的电极发生氧化反应
    B.碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
    C.正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
    D.放电过程中碱性电解液的浓度不断增大
    4.利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池。下列说法错误的是( )
    A.通入O2一极发生还原反应
    B.负极的电极反应式为:CH4﹣8e﹣+8OH﹣═CO2+6H2O
    C.该电池总反应为:CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O
    D.KOH溶液需要定期补充
    5.氢氧燃料电池已用于航天飞机,其工作原理如图所示。关于该燃料电池说法不正确的是( )
    A.该装置可将电能转化为化学能
    B.供电时的总反应为:2H2+O2═2H2O
    C.H2在负极发生氧化反应
    D.电子从a电极经外电路流向b电极
    6.下列关于甲烷﹣空气碱性燃料电池的说法不正确的是( )
    A.通入甲烷的一极发生的是氧化反应
    B.外电路中电子由正极通过导线流向负极
    C.该电池中通入空气的一极是正极
    D.该电池的总反应:CH4+2O2+2KOH═3H2O+K2CO3
    7.乙醇作为可再生能源比化石能源具有较大的优势,如图为乙醇燃料电池,该电池的总反应方程式为C2H5OH+3O2═2CO2+3H2O.下列关于该电池叙述错误的是( )
    A.a极与用电器的正极相接
    B.该装置将化学能转化为电能
    C.负极反应式:C2H5OH﹣4e﹣+3H2O═2CO2+12H+
    D.该装置的电解质溶液呈酸性
    8.铅蓄电池是全球使用最广泛的化学电源,具有工作电压平稳、单体电池容量大、使用温度广等优点,已知其工作时的方程式为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)═2PbSO4(s)+2H2O(l),下列有关铅蓄电池说法正确的是( )
    A.铅蓄电池使用完后可以随意丢弃
    B.铅蓄电池工作时,负极质量会减少
    C.每生成2ml H2O,有1ml PbO2被氧化
    D.工作一段时间后,电解质溶液中的c(H+)减小
    9.氢氧燃料电池的构造如图所示。下列说法正确的是( )
    A.a是电池正极
    B.电池工作时,H2在电池内部燃烧
    C.b电极的电极反应为O2+4e﹣+4H+═2H2O
    D.电子由a沿导线流向b,再由b通过电解质溶液流回a
    【课前复习答案】能自发进行的氧化还原反应发生;活泼性不同的两电极;形成闭合回路
    【知识点填空答案】
    Zn;MnO2;Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-;Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2;Pb-2e-+SO42-=PbSO4;PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2;2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
    【练习答案】ADDCACCB
    【检测反馈答案】BDCBABCDC电池
    电极反应
    酸性电解质
    碱性电解质
    H→H+,C→CO2,水提供氧
    H→H2O,C→CO32-,OH—提供氧
    氢氧燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    甲烷燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    甲醇燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    乙醇燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    电池
    电极反应
    熔融碳酸盐电解质
    固体氧化物电解质
    H→H2O,C→CO2,CO32—提供氧
    H→H2O,C→CO2,O2—提供氧
    氢氧燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    甲烷燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    甲醇燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    乙醇燃料电池
    负极
    正极
    总反应
    类型
    析氢腐蚀
    吸氧腐蚀
    条件
    水膜酸性较强(pH≤4.3)
    水膜酸性很弱或呈中性
    电极反应
    负极
    Fe-2e-===Fe2+
    正极
    2H++2e-===H2↑
    O2+2H2O+4e-===4OH-
    总反应式
    Fe+2H+===Fe2++H2↑
    2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
    联系
    吸氧腐蚀更普遍
    H2+2e-=2H+
    2H++2OH-=2H2O
    O2+4H++4e-=2H2O
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    2H2+O2=2H2O
    2H2+O2=2H2O
    CH4-8e-+2H2O=8H++CO2
    CH4–8e-+10OH-=CO32-+7H2O
    O2+4H++4e-=2H2O
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    CH4+2O2=CO2+2H2O
    CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O
    CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    O2+4H++4e-=2H2O
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O
    2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
    C2H5OH-12e-+3H2O=12H++2CO2
    C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
    O2+4H++4e-=2H2O
    O2+2H2O+4e-=4OH-
    C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O
    C2H5OH-+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O
    H2+CO32—2e-=H2O+CO2
    H2+O2—2e-=H2O
    O2+4e-+2CO2=2CO32-
    O2+4e-=2O2-
    2H2+O2=2H2O
    2H2+O2=2H2O
    CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2
    CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2
    O2+4e-+2CO2=2CO32-
    O2+4e-=2O2-
    CH4+2O2=CO2+2H2O
    CH4+2O2=CO2+2H2O
    CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2
    CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2
    O2+4e-+2CO2=2CO32-
    O2+4e-=2O2-
    2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O
    2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O
    C2H5OH+6CO32—12e-=3H2O+7CO2
    C2H5OH+6O2—12e-=3H2O+2CO2
    O2+4e-+2CO2=2CO32-
    O2+4e-=2O2-
    C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O
    C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O
    相关学案

    高中实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素学案设计: 这是一份高中实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素学案设计,共8页。学案主要包含了金属的腐蚀等内容,欢迎下载使用。

    人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素导学案及答案: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素导学案及答案,共13页。学案主要包含了化学电源,析氢腐蚀与吸氧腐蚀等内容,欢迎下载使用。

    人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控导学案及答案: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控导学案及答案,共5页。学案主要包含了课前复习答案,知识点填空答案,练习答案,检测反馈答案等内容,欢迎下载使用。

    • 课件
    • 教案
    • 试卷
    • 学案
    • 其他

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        还可免费领教师专享福利「樊登读书VIP」

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map