6.3 课题2 化学电源 燃料电池 同步学案（含答案）2024-2025学年高一化学苏教版（2019）必修2

课题2　化学电源　燃料电池 1. 能利用原电池原理分析常见的化学电源、新型化学电池。 2. 能根据原电池、电解池的构成条件识别原电池、电解池。 3. 体会研制新型电池的重要性，了解人类电池的基本原理。 根据原电池的构成要素，动手制作简易水果电池。 利用铜片、锌片(可从废旧干电池中拆取)或铝片、纯碱溶液、白醋(或橙子、芦柑)等日常生活中的材料即可制作简易电池。如右图所示。利用橙子、金属片以及导线制作的简易电池能使检流计指针偏转。 写出用锌、铜、白醋设计的原电池的正、负极，以及在正、负极上发生的电极反应式。 1. 阅读教材，了解化学电源与简易电池或原电池相比有什么优点？ 2. 电池的种类很多，常见有以下两类。请你列举出生活中的常见电池，并将其填入下表。 种类 特点 实例 一次电池 放完电以后不能再使用 二次电池 充电、放电可循环进行 3. 阅读下表，了解常见化学电源的组成与反应原理。 电池名称 电池组成 电池反应 特点与应用 锌锰 干电池 锌、石墨棒、二氧化锰、氯化锌、氯化铵 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2=== Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 电压1.5 V，用途广泛 银锌 纽扣电池 锌、氧化银、氢氧化钾溶液 Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag 电压1.6 V，放电平稳 铅蓄电池 铅、二氧化铅、硫酸 PbO2＋Pb＋2H2SO42H2O＋ 2PbSO4 电压2.0 V，广泛用于机动车辆 镍氢电池 贮氢合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液 NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O(MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢) 电压1.2 V，寿命长，性能好 氢氧 燃料电池 铂碳/氢气、铂碳/氧气、氢氧化钾溶液 2H2＋O2===2H2O 用于航天飞机、牵引车等 甲醇 空气 燃料电池 钯碳/甲醇、铂 烧结镍/空气、氢氧化钾溶液 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 能量转化率高 4. 根据下列化学电源的反应原理，判断参加电极反应的物质(未得失电子的物质不填)。 化学电源 电池反应原理 负极反应物 正极反应物 (1) 碱性锌锰干电池 Zn＋2H2O＋2MnO2===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 (2) 铅蓄电池 PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO 2PbSO4＋2H2O (3) 锌银纽扣电池 Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag (4) 空气铝电池 4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 (5) 甲醇燃料电池 2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O 燃料电池是一种将燃料(如H2、CH4、乙醇等)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的装置。 燃料电池中，燃料(还原性气体等)作负极反应物，发生氧化反应，氧化剂(通常为O2)为正极反应物，发生还原反应，燃料电池在使用过程中，并没有发生燃料与氧化剂之间的直接燃烧，而是在两极之间发生放电反应，将化学能转化为电能。 观察右图的燃料电池。 1. 分析该电池和普通的化学电源有什么不同？ 2. H2、O2分别在电极上发生什么反应？写出相应的电极反应式。 3. 若将电解质溶液换成稀硫酸，写出相应的电极反应式。 4. 燃料电池与常见一次电池和二次电池的不同点是什么？ 【归纳总结】 电极反应式的书写思路 如CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 1. 什么是电解池(电解池能量如何转化) 2. 电解在物质制备中有哪些应用？ 1. 利用下列化学反应能设计成原电池的是(　　) A. CH4＋2O2CO2＋2H2O B. CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O C. Na2O＋H2O===2NaOH D. Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] 2. 下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　) A. 锌锰电池 B. 铅蓄电池 C. 氢氧燃料电池 D. 镍镉电池 3. (教材习题)下列说法正确的是(　　) 图1 图2 A. 图1所示装置能将化学能转化为电能 B. 图2所示反应为吸热反应 C. 锌锰干电池中，锌筒作正极 D. 铅蓄电池充电时也发生了氧化还原反应 4. (2023徐州期末)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的“心脏”，某种氢氧燃料电池的内部结构 ... ...