人教版选修4 化学电源 教案 (2).doc

第二节 化学电源教学目标：1.通过查阅资料知道常见化学电源的种类及其工作原理。2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。教学重点、难点：知道常见化学电源的种类及其工作原理。课时划分：一课时教学过程：学与问在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？交流结果干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等。化学电池是将化学能转化为电能的装置。化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 电池与其他能源相比，其优点有那些？能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。图4-2电池及其用途问题面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多，功率大储存时间长的电池，更适合电池使用者。一、一次电池1、 碱性锌锰干电池：负极（锌筒）：Zn +2OH2e= Zn（OH）2；正极（石墨）：2MnO2+2H2O+2e= 2MnOOH+2OH电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn（OH）2优点：比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。2、银锌电池： 负极：Zn+2OH-2e-=Zn（OH）2正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O+H2O 2Ag+ Zn（OH）2正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。优点：比能量大、电压稳定、储存时间长，适用于小电流和连续放电，常制成微型电池或纽扣电池等，如电子表或计算器上的电池。 练习1锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、高能而受到普遍重视目前已经研制成功了多种锂电池某种锂电池的总反应可表示为：LiMnO2LiMnO2若该电池提供5库仑(C)电量(其他损耗忽略不计)，则消耗的正极材料的质量约为(相对分子质量和相对原子质量Li：7，MnO2：87，电子电量取1.601019C)A3.5103g B710-4g C 4.5210-3gD4.5210-2g练习21958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂碳电池这种电池容量大，电压稳定，能在56.771.1温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液电池总反应为：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S（1）此电池中_作负极，电极反应为_，_作正极（2）该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_。答案：1、C 2、(1)锂,Li-e- =Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动。二、二次电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。 1、铅蓄电池负极：Pb-2e-+SO42=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。资料：随着人们生活水平的提高和现代化通信业的发展，人们使用电池的机会愈来愈多，手机、寻呼机、随身听、袖珍收音机等都需要大量的二次电池作电源。可重复充电使用的二次电池市场主要包括镍镉、镍氢、锂离子和铝箔包装的锂高分子电池等4种。三、燃料电池按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。氢氧燃料电池：（碱性）电极反应：负极：2H2+4OH4e=4H2O正极：O2+2H2O+4e=4OH电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O练习3新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。写出电极反应式：答案：负极：CH4+10OH-8e=CO32+7H2O正极：2O2+4H2O+8e=8OH电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O废旧电池中含有汞、铅、镉、镍等重金属及酸、碱等电解质溶液，对人体及生态环境有不同程度的危害。如当成资源，加以回收利用，即可减少对环境污染，又可节约能源。课堂练习1据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池，锌电池具有容量大，污染少等优点，电池反应为2ZnO22ZnO，原料为锌粒、电解液和空气下列叙述正确的是A锌为正极，空气进入负极反应 B负极反应为：ZnZe-Zn2+C正极发生氧化反应 D电解质溶液肯定不是酸溶液2化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用 （1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：已知均难溶于水但溶于酸，以下说法正确的是以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转化为电能 放电时化学能转化为电能ABCD（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍电池可以使一平方米面积耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为_。（3）另一种常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可达十年。它的负极用金属锂制成，电池总反