陜西省石泉縣江南高級中學(xué)高中化學(xué)必修二人教版22化學(xué)能與電能（第三課時）教案

科目：化學(xué)授課時間：第7周星期四單元（章節(jié)）課題第二章化學(xué)反應(yīng)與能量本節(jié)課題第二節(jié)化學(xué)能與電能（第三課時）三維目標(biāo)知識與技能1．了解生活中常用的化學(xué)電源和新型化學(xué)電池；2．引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。3.理解銅鋅原電池的原理及結(jié)構(gòu)，了解原電池的組成條件，會判斷電極，會判斷電流、電子流動方向。過程與方法認(rèn)識和體會化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的研究過程，理解氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移是化學(xué)電池的反應(yīng)基礎(chǔ)。情感態(tài)度與價值觀1.通過預(yù)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、獨(dú)立解決問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力。2.感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會引起的環(huán)境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀。提煉的課題發(fā)展中的化學(xué)電源教學(xué)重難點(diǎn)通過對常用的化學(xué)電源和新型化學(xué)電池原理的了解，進(jìn)一步鞏固原電池原理。教學(xué)過程【復(fù)習(xí)】原電池構(gòu)成條件及工作原理?！揪毩?xí)】判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池，并寫出相應(yīng)反應(yīng)式。（投影下列裝置圖）構(gòu)成了原電池的裝置是__________________；其中正極材料為__________________，電極反應(yīng)是__________________；負(fù)極材料為__________________，電極反應(yīng)是__________________，總的反應(yīng)是____________________。（教師講解公布答案：只有B構(gòu)成了原電池；其余的裝置沒有同時具備原電池的三個條件：A.未形成閉合回路；C.沒有電解質(zhì)溶液；D.兩極材料活性相同，沒有電勢差；E中較活潑的材料不能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，不符合自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)的原則。B中，正極為碳。2H＋＋2e－====H2↑；負(fù)極為Fe:Fe－2e－====Fe2+，總反應(yīng)式為：Fe+2H+====Fe2++H2↑）【引言】人們應(yīng)用原電池原理，制作了多種電池，如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等，以滿足不同需要。我們課我們具體來學(xué)習(xí)幾種利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。【板書】二、發(fā)展中的化學(xué)電源【講解】上述原電池的結(jié)構(gòu)較簡單，攜帶也不方便，當(dāng)今的電池工業(yè)已能制造出各種各樣的實(shí)用電池。下面我們來學(xué)習(xí)第一種：【學(xué)生們閱讀P42頁】請根據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，來推斷在各種電池中，誰做負(fù)極，誰做正極，試寫出在各電極上可能發(fā)生的電極反應(yīng)及總反應(yīng)。【板書】1．干電池負(fù)極（鋅筒）：Zn—2e—=Zn2+；正極（石墨）：正極：2NH4++2e－=2NH3+H2電池的總反應(yīng)式為：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2副反應(yīng)：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+【講解】干電池是用鋅制筒形外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充氯化銨和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2黑色粉未，吸收正極放出H2。淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩極的析出速率?！景鍟?．鉛蓄電池【講解】鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠和透明塑料制成長方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的PbO2，負(fù)極是海棉狀的金屬鉛，兩極均浸入硫酸溶液中，且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。【分析】放電時起原電池的作用?！景鍟控?fù)極：Pb2e+SO42－=PbSO4正極：PbO2+2e+4H++SO42=PbSO4+2H2O蓄電池充電和放電的總化學(xué)方程式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O【講解】當(dāng)放電進(jìn)行到硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)到1.18g/cm3時應(yīng)停止使用，需充電，充電時起電解池的作用?！景鍟?．堿性蓄電池19701975開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。19751983美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。19791987美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。19981992美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。[板書]銀鋅電池：負(fù)極：Zn+2OH—2e=ZnO+H2O正極：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2【講解】正極殼填充Ag2O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH?！景鍟挎k鎳電池：負(fù)極：Cd＋2OH－2e－=Cd（OH）2正極：2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH－鎘鎳電池充電和放電的總化學(xué)方程式為：2NiO（OH）＋Cd＋2H2O2Ni（OH）2＋Cd（OH）2負(fù)極材料：Cd，正極材料：涂有NiO2，電解質(zhì)：KOH溶液。[講解]還有一種新型高效氫氧燃料電池，主要用于航天領(lǐng)域，它的電極一般為活化電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等，電解質(zhì)溶液為40%KOH溶液?！景鍟?．燃料電池（堿性）電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2+4OH——2e—=4H2O正極：O2+2H2O+2e—=4OH—電池的總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O【講解】該電池的特點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)70%以上，且其燃燒的產(chǎn)物為水，因此不污染環(huán)境?！揪毩?xí)】新型燃料電池：該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。寫出電極反應(yīng)式：答案：負(fù)極：CH4+10OH－8e－=CO32－+7H2O正極：2O2+4H2O+8e－=8OH－電池的總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O【講解】除上述四種電池外，還有鋁—空氣電池、海水電池、鋰電池等各種電池?！竞喗椤烤G色電池種種………【小結(jié)】由化學(xué)方程式書寫電極反應(yīng)式：①找出氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)，確定正負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)；②利用電荷守恒分別寫出電極反應(yīng)式；③驗(yàn)證：兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式相同，則書寫正確。課堂檢測方案1、在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是（）A.原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)B.原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)C.原電池的負(fù)極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)D.原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)2、用電解水的方法分析水的組成時，需加入一些物質(zhì)以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，一般不宜加入的物質(zhì)是（）A.Na2SO4B.NaClC.CuSO4D.KOH3、已知金屬M(fèi)中混有金屬P，電解精煉M，P以