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高中化学必修2:2.2《化学能与电能》教案(人教版新课标).doc

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第二节化学能与电能(第1课时)一、化学能与电能的相互转化化石燃料燃烧蒸汽发电机1.火力发电:化学能热能机械能电能(氧化还原反应)化学电池2.化学电源:化学能电能原电池的原理(氧化还原反应)原电池能量转换(实质)化学能→电能的装置。(两极分别发生氧化还原反应,产生电流)锌铜原电池电极名称负极(电子流出的一极)正极(电子流入的一极)材料较活泼金属(Zn)较不活泼金属(Cu)金属(Fe)非金属(C)金属(Pb)金属氧化物(PbO2)电解液通常和电极反应。构成条件两极、一液、一线、一反应①两个活泼性不同的金属②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液④能自发地进行一个氧化还原反应负极(Zn):Zn2e=Zn2+(氧化反应)正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原反应)总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑该氧化还原反应的化学能转变为电能。

离子迁移池内阳离子向正极作定向移动,阴离子向负极作定向移动。(池内)电流:由负极到正极。电子迁移(池外)电子流动:由负极到正极(池外)电流:由正极到负极。重要应用制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率干电池、铅蓄电池、新型高能电池、第1页(共9页)第二节化学能与电能(第2课时)二、发展中的化学电源:几种常见电池和新型燃料电池1.干电池2.充电电池3.燃料电池归纳如下表:化学反应特点锌—锰电池(一次电池)负极:(锌筒):Zn2e=Zn2+(氧化反应)正极:(碳棒):2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2锌银电池Zn|KOH|Ag2O(一次电池)锌银电池Zn|KOH|Ag2O负极:Zn+2OH2e=ZnO+H2O正极:Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH总反应:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大。

体积小,但有优越的大电池放电性能,放电电压平稳,广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等铅蓄电池(充电电池)负极:Pb2e+SO42=PbSO4正极:PbO2+4H++2e+SO42=PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O锂电池新型电池(充电电池负极:Li–e=Li+正极:MnO2+2e=MnO2总反应:Li+MnO2=LiMnO2温度使用范围广,放电电压平坦,体积小,无电解液渗漏,并且电压随放电时间缓慢下降,可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。燃料电池氢氧燃料电池碱性电池:电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液:负极:2H2–4e+4OH===4H2O正极:O2+4e+2H2O===4OH酸性电池:电解质溶液为硫酸溶液:负极:2H2–4e===4H+正极:O2+4e+4H+===2H2O反应物不是贮存在电池内部。

而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水,无污染。一种高效、环境友的发电装置。甲烷燃料电池电解质溶液为氢氧化钾溶液:负极:CH4+10OH8e===CO32+7H2O正极:2O2+8e+4H2O===8OH总反应:CH4+2O2+2OH===CO32+3H2O第2页(共9页)水果电池原电池锌锰干电池铅蓄电池构造示意图氢氧燃料电池构造示意图锂离子电池第3页(共9页)【随堂练习】1下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是(A)2.A、B、C都是金属:B中混有C时,只有C能被盐酸溶解;A与B组成原电池时,

A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为(C)A.A>B>CB.A>C>BC.C>B>AD.B>C>A3.下列说法正确的是(CD)A.原电池是把电能转化为化学能的装置B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D.形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动4.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是判断,下列叙述中错误的是(AB)A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH值不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原

H2是负极5.把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极,则这四种金属活动性顺序由大到小为(B)A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a6.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是(B)A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极7。

下列变化中与原电池反应有关的是(BD)A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层第4页(共9页)D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速8.下列装置能构成原电池的是(AC)9.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是(D)A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质。

将废电池中的黑色糊状物作化肥用10.实验室中欲制氢气,最好的方法是(D)A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应11.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成(AC)A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉12.原电池是一种化学能转变为电能装置。在原电池中,较活泼的金属发生氧化反应,是负极;活动性较差的金属上发生还原反应,是正极。13.电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,其电极反应式为:Zn+2OH—=ZnO+H2O+2e—Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—电池的负极是Zn。

正极发生的是还原反应(反应类型),总反应式为Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2。14.现有A、B、C、D四种金属,把A、B分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很慢;把C、D分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很快;把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时,A上有气泡析出;把C浸入D的硝酸盐溶液中,C的表面有D析出。这四种金属的活动性顺序由强到弱为CDBA。第5页(共9页)第二章第二节化学能与电能练习卷班级姓名坐号一、选择题1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是()A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极2.废电池处理不当不仅造成浪费。

还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是()A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用3.原电池产生电流的本质原因是()A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移4.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X5.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气。

该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()A.镁B.铁C.铝D.铜6.某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池正确的组成是()正极负极电解质溶液A.CuZnHClB.ZnCuCuSO4C.CuZnCuSO4D.CuZnZnCl27.已知空气锌电池的电极反应为:锌粒:Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O石墨:O2+H2+2e—=2OH—。根据判断,锌片是()A.正极,并被还原B.正极,并被氧化C.负极,并被还原D.负极,并被氧化8.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池。

其电极反应为:Zn+2OH-—2e—=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH-。第6页(共9页)据此判断,氧化银是()A.负极,并被氧化B.正极,并被还原C.负极,并被还原D.正极,并被氧化9.右图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是()A.a极是负极B.正极的电极反应是:O2+2H2O+4e=4OHC.电子由b通过灯泡流向aD.氢氧燃料电池是环保电池10.铁在下列情况下腐蚀最快的是()A.铁放入海水中B.将铁和锌连接后放入到海水中C.将铁和锌连接后放入到淡水中D.将铁和锡连接后放入到海水中11.下列叙述中。

可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是()A.在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D.将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极12.氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入H2和O2,即可产生电流。下列叙述中正确的是()A.通入H2的电极为正极B.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C.工作时,负极区溶液pH降低D.工作时,溶液中的阴离子移向正极13.以铁片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过电子时,下列说法正确的是()A.铁片溶解1mol。

铜片上析出1molH2B.两极上溶解和析出的物质的质量相等C.铁片溶解2g,铜片上析出1gH2D.铁片溶解1mol,硫酸消耗1mol题号12345678910111213答案第7页(共9页)二、填空题1.如图所示装置:(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为。两极反应式为:正极;负极。该装置将能转化为能。(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为,总反应方程为。2.利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2反应,设计一个原电池。

写出电极反应式。3.有A、B两种金属分别与盐酸反应,产生氢气的速率相近。怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性?(画出实验装置图)三、化学与社会1.目前,有一家著名的清洁公司对废旧电池的回收这项事业迈出了有利的一步。设计了废电池回收程序:(1)放置废电池回收箱;(2)定期专人上门收集;(3)电池分类(普通电池、纽扣电池)(4)市内库房分类储存;(5)集中到一定数量后运至郊区放置地点,依电池种类装入集装箱内封存,直至国内成熟的废电池回收技术出台。但是目前回收渠道不畅,你认为造成这一结果的原因可能是()A.电池生产企业星罗密布,规模小,工艺技术落后,污染严重,没有能力组织回收工作B.国内垃圾处理场的处理工艺有待改进C.人们普遍没有意识到废旧电池不当处理对自身的危害及自己在回收环节的重要性D.废电池的环境管理是一项复杂的工程,涉及到收集、分类、运输、处理等,牵扯面广E.电池中所含的金属价值不高,进而可获得的利润有限第8页(共9页)2.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

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