高二化學(xué)《化學(xué)電源》教案2

1、第二節(jié) 化學(xué)電源課題：第二節(jié) 化學(xué)電源授課班級(jí)課 時(shí)1教學(xué)目的知識(shí)與技能1、一次電池與二次電池的區(qū)別2、一次電池、二次電池電極反應(yīng)的3、書寫理解燃料電池的反應(yīng)原理過(guò)程與方法通過(guò)查閱資料等途徑了解常見化學(xué)電源的種類及工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能在生產(chǎn)生活中的實(shí)際意義。掌握三類電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。情感態(tài)度價(jià)值觀通過(guò)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從能量的角度比較深刻地了解化學(xué)科學(xué)對(duì)人類的貢獻(xiàn)，體會(huì)能量守恒的意義。在探究三種電池的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)利用能源與創(chuàng)造新能源的思路和方法，提高環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)。重 點(diǎn)一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用難 點(diǎn)化學(xué)電池

2、的反應(yīng)原理知識(shí)結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計(jì)第二節(jié) 化學(xué)電源一、化學(xué)電源 1、化學(xué)電源的分類：一次電池、二次電池和燃料電池等。2、化學(xué)電源的優(yōu)點(diǎn)：二、幾種重要的電源1、鋅錳干電池2、鉛蓄電池負(fù)極：Pb-2e-+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+2H2O3、燃料電池堿性電解液：正極：2H2 + 4OH 4H2O + 4e 負(fù)極：O2 + 2H2O + 4e 4OH酸性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負(fù)極：O2 + 4H+ + 4e 2H2O中性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e

3、 負(fù)極：O2 + 2H2O + 4e 4OH教學(xué)過(guò)程情景導(dǎo)入：在日常生活中，你用過(guò)那些電池？你知道電池的其它應(yīng)用嗎？學(xué)生活動(dòng)：干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池，電池可用于照明、電動(dòng)車動(dòng)力、手機(jī)電源、手表電源等。過(guò) 渡： 展示出幾種一次電池：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅電池、鋰電池等，下面介紹常見化學(xué)電池的工作原理和化學(xué)電池的電極反應(yīng)。板 書：第二節(jié) 化學(xué)電源指導(dǎo)閱讀：閱讀教材，思考下列問(wèn)題1、目前化學(xué)電池主要分為哪幾個(gè)大類？在性能等方面它們各有什么特點(diǎn)？2、化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？3、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？板 書：化學(xué)電池1、概念:是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置、一次電

4、池又稱不可充電電池如：干電池2、分類: 、二次電池又稱充電電池蓄電池、燃料電池、能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠3、優(yōu)點(diǎn): 、可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池，使用方便、易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。【板書】（二）幾種重要的電池【投影】1、鋅錳干電池（1）酸性鋅錳干電池A、結(jié)構(gòu)：負(fù)極為包裹電解質(zhì)氯化銨和氯化鋅的鋅殼、正極為石墨電極B、反應(yīng)原理總方程式：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2【教師】請(qǐng)根據(jù)總方程式書寫電極反應(yīng)失2e【師生共同分析】離子方程式：Zn +2NH4+ = Zn2+2NH3 + H2得2e得失守恒：氧化過(guò)程負(fù)極Zn Zn2+ + 2e還原過(guò)程正極：

5、2NH4+ + 2e H2電荷守恒：溶液為氯化銨和氯化鋅，考慮相對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量守恒：在相應(yīng)的一邊加上NH3負(fù)極：Zn Zn2+ + 2e 正極：2NH4+ + 2e 2NH3 + H2總方程式：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2C、缺點(diǎn)：新電池會(huì)發(fā)生自放電而使存放時(shí)間縮短、放電后電壓下降較快等?！揪毩?xí)】（2012山東變式）判斷：Zn - MnO2干電池在溶液為氯化銨自發(fā)放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的【學(xué)生分析】通過(guò)以上方程式及電極反應(yīng)，正極主要是NH4+放電變成H2【投影】（2）堿性鋅錳干電池A、優(yōu)點(diǎn)：克服了酸性鋅錳干電池的缺點(diǎn)B、結(jié)構(gòu)：負(fù)極為鋅粉、正極為

6、石墨，正負(fù)極混在電解質(zhì)中C、反應(yīng)原理：總方程式：Zn + MnO2 +2H2O = ZnO + Mn(OH)2【教師】請(qǐng)根據(jù)以上方法，書寫電極反應(yīng)【學(xué)生分析】此反應(yīng)不能改寫離子方程式，根據(jù)三個(gè)守恒得出：負(fù)極：Zn + 2OH ZnO +H2O + 2e 正極：MnO2 +2H2O + 2e Mn(OH)2+2OH【過(guò)渡】堿性鋅錳干電池的制作工藝要求高，使用不太普及，使用比較普及的還是可充電電池鉛蓄電池。下面我們來(lái)看看鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理【板書】Pb PbO2 總方程式：Pb+PbO2+2H2SO42PbS04+2H2O【教師】請(qǐng)根據(jù)以上方法，書寫電極反應(yīng)【學(xué)生分析】離子方程式：Pb+PbO

7、2+4H+S0422PbS04+2H2O H2SO4溶液得失守恒：氧化過(guò)程負(fù)極Pb2ePbS04 還原過(guò)程正極：PbO2+2ePbS04電荷守恒：溶液為硫酸存在H+ S042 ，守恒時(shí)用H+ S042 來(lái)配平質(zhì)量守恒：在合適的一邊加上水H2O負(fù)極：Pb+S0422ePbSO4； 正極：Pb02+4H+S042+2ePbSO4+2H20【教師】充電時(shí)與放電時(shí)的反應(yīng)正好相反，充電的目的要是在電池負(fù)極產(chǎn)生的PbSO4變成Pb，正極產(chǎn)生的PbSO4變成PbO2。由PbSO4變成Pb，Pb的化合價(jià)降低，要得到電子，接在電源的負(fù)極，由PbSO4變成PbO2，Pb的化合價(jià)升高，要失去到電子，接在電源的正極，

8、示意圖如下：PbPbO2 H2SO4溶液【 教師】那充電是的電極反應(yīng)怎么寫？【學(xué)生分析】鉛蓄電池充電原理的電極反應(yīng)陽(yáng)極：PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42；陰極：PbSO4+2e=Pb+SO42總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4【師生總結(jié)】正確書寫電極反應(yīng)式:把方程式改寫成離子方程式，不能改寫的不改列物質(zhì)，標(biāo)得失 （列出電極上的物質(zhì)變化，根據(jù)價(jià)態(tài)變化標(biāo)明電子得失）。 選離子，配電荷 （根據(jù)介質(zhì)選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守）。巧用水，配個(gè)數(shù) （通常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平質(zhì)量守恒）【練習(xí)】（2010福建卷）鉛蓄電池的工作原理為：錯(cuò)誤！未找到引

9、用源。研讀 右圖，下列判斷不正確的是AK 閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：錯(cuò)誤！未找到引用源。B當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移02mol電子時(shí)，I中消耗的錯(cuò)誤！未找到引用源。為02 molCK閉合時(shí)，II中錯(cuò)誤！未找到引用源。向c電極遷移DK閉合一段時(shí)間后，II可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極【學(xué)生分析】（2011新課標(biāo)全國(guó)卷）鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是 A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B. 電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2 C. 電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液

10、的pH降低D. 電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O【學(xué)生分析】【教師點(diǎn)撥】關(guān)于充電電池的氧化還原問(wèn)題是?？键c(diǎn)，這類題有規(guī)律。原電池時(shí)，先要分析氧化劑與還原劑，氧化劑被還原、還原劑被氧化；充電時(shí)（電解池），原電池負(fù)極反應(yīng)反著寫為還原過(guò)程，發(fā)生在陰極，原電池中的正極反應(yīng)反著寫為氧化過(guò)程，發(fā)生在陽(yáng)極?！就队啊?、燃料電池（1）結(jié)構(gòu)：（2）常見的燃料電池 注意：電解質(zhì)溶液對(duì)反應(yīng)的影響.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH.中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+ 和OH.水溶液中不能出現(xiàn)O2【學(xué)生練習(xí)】A、氫氧燃料電池堿性電解液：正極：2H2 +

11、4OH 4H2O + 4e 負(fù)極：O2 + 2H2O + 4e 4OH酸性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負(fù)極：O2 + 4H+ + 4e 2H2O中性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負(fù)極：O2 + 2H2O + 4e 4OHB、乙醇燃料電池（類似甲烷燃料電池）【小結(jié)】 電池的負(fù)極一定是可燃性物質(zhì)，失去電子，元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；電池的正極一定是助燃性物質(zhì)，得電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。 燃料電池兩電極材料一般都不參加反應(yīng)，反應(yīng)的是通到電極上的燃料和氧氣，兩電極只是起傳導(dǎo)電子的作用。. 電極反應(yīng)式作為一種特殊的離子反應(yīng)方程式，也必需遵循原子守恒，得失電子守恒，電

12、荷守恒。. 寫電極反應(yīng)時(shí)，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中的離子要和電極反應(yīng)中出現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng)，在堿性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)氫離子，在酸性電解質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)氫氧根離子。. 正負(fù)兩極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的條件下，相疊加后的電池反應(yīng)必須是燃料燃燒反應(yīng)和燃料產(chǎn)物于電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式?！揪毩?xí)】（2012四川）11.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH 4e- + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動(dòng) B若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣 C電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-【師生分析】教學(xué)反思總之，對(duì)于原電池的電極反應(yīng)式的書寫來(lái)說(shuō)，