山东省枣庄八中高二化学《化学电源》教案2.doc

第二节 化学电源课题：第二节 化学电源授课班级课 时1教学目的知识与技能1、一次电池与二次电池的区别2、一次电池、二次电池电极反应的3、书写理解燃料电池的反应原理过程与方法通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。情感态度价值观通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。重 点一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用难 点化学电池的反应原理知识结构与板书设计第二节 化学电源一、化学电源 1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。2、化学电源的优点：二、几种重要的电源1、锌锰干电池2、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+2h2o3、燃料电池碱性电解液：正极：2h2 + 4oh 4h2o + 4e 负极：o2 + 2h2o + 4e 4oh酸性电解液：正极：2h2 4h+ + 4e 负极：o2 + 4h+ + 4e 2h2o中性电解液：正极：2h2 4h+ + 4e 负极：o2 + 2h2o + 4e 4oh教学过程情景导入：在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？学生活动：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。过 渡： 展示出几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。板 书：第二节 化学电源指导阅读：阅读教材，思考下列问题1、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？3、判断电池的优劣标准主要是什么？板 书：化学电池1、概念:是将化学能转化为电能的装置、一次电池又称不可充电电池如：干电池2、分类: 、二次电池又称充电电池蓄电池、燃料电池、能量转换效率高，供能稳定可靠3、优点: 、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便、易维护，可在各种环境下工作。【板书】（二）几种重要的电池【投影】1、锌锰干电池（1）酸性锌锰干电池a、结构：负极为包裹电解质氯化铵和氯化锌的锌壳、正极为石墨电极b、反应原理总方程式：zn + 2nh4cl = zncl2 + 2nh3 + h2【教师】请根据总方程式书写电极反应失2e【师生共同分析】离子方程式：zn +2nh4+ = zn2+2nh3 + h2得2e得失守恒：氧化过程负极zn zn2+ + 2e还原过程正极：2nh4+ + 2e h2电荷守恒：溶液为氯化铵和氯化锌，考虑相对应的离子质量守恒：在相应的一边加上nh3负极：zn zn2+ + 2e 正极：2nh4+ + 2e 2nh3 + h2总方程式：zn + 2nh4cl = zncl2 + 2nh3 + h2c、缺点：新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。【练习】（2012山东变式）判断：zn - mno2干电池在溶液为氯化铵自发放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的【学生分析】通过以上方程式及电极反应，正极主要是nh4+放电变成h2【投影】（2）碱性锌锰干电池a、优点：克服了酸性锌锰干电池的缺点b、结构：负极为锌粉、正极为石墨，正负极混在电解质中c、反应原理：总方程式：zn + mno2 +2h2o = zno + mn(oh)2【教师】请根据以上方法，书写电极反应【学生分析】此反应不能改写离子方程式，根据三个守恒得出：负极：zn + 2oh zno +h2o + 2e 正极：mno2 +2h2o + 2e mn(oh)2+2oh【过渡】碱性锌锰干电池的制作工艺要求高，使用不太普及，使用比较普及的还是可充电电池铅蓄电池。下面我们来看看铅蓄电池的结构和工作原理【板书】pb pbo2 总方程式：pb+pbo2+2h2so42pbs04+2h2o【教师】请根据以上方法，书写电极反应【学生分析】离子方程式：pb+pbo2+4h+s0422pbs04+2h2o h2so4溶液得失守恒：氧化过程负极pb2epbs04 还原过程正极：pbo2+2epbs04电荷守恒：溶液为硫酸存在h+ s042 ，守恒时用h+ s042 来配平质量守恒：在合适的一边加上水h2o负极：pb+s0422epbso4； 正极：pb02+4h+s042+2epbso4+2h20【教师】充电时与放电时的反应正好相反，充电的目的要是在电池负极产生的pbso4变成pb，正极产生的pbso4变成pbo2。由pbso4变成pb，pb的化合价降低，要得到电子，接在电源的负极，由pbso4变成pbo2，pb的化合价升高，要失去到电子，接在电源的正极，示意图如下：pbpbo2 h2so4溶液【 教师】那充电是的电极反应怎么写？【学生分析】铅蓄电池充电原理的电极反应阳极：pbso4+2h2o2e=pbo2+4h+so42；阴极：pbso4+2e=pb+so42总反应：2pbso4+2h2o=pb+pbo2+2h2so4【师生总结】正确书写电极反应式:把方程式改写成离子方程式，不能改写的不改列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。 选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）。巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）【练习】（2010福建卷）铅蓄电池的工作原理为：错误！未找到引用源。研读 右图，下列判断不正确的是ak 闭合时，d电极反应式：错误！未找到引用源。b当电路中转移02mol电子时，i中消耗的错误！未找到引用源。为02 molck闭合时，ii中错误！未找到引用源。向c电极迁移dk闭合一段时间后，ii可单独作为原电池，d电极为正极【学生分析】（2011新课标全国卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：fe+ni2o3+3h2o= fe(oh)2+2ni(oh)2。下列有关该电池的说法不正确的是 a. 电池的电解液为碱性溶液，正极为ni2o3、负极为fe b. 电池放电时，负极反应为fe+2oh-2e-=fe（oh）2 c. 电池充电过程中，阴极附近溶液的ph降低d. 电池充电时，阳极反应为2ni（oh）2+2oh-2e-=ni2o3+3h2o【学生分析】【教师点拨】关于充电电池的氧化还原问题是常考点，这类题有规律。原电池时，先要分析氧化剂与还原剂，氧化剂被还原、还原剂被氧化；充电时（电解池），原电池负极反应反着写为还原过程，发生在阴极，原电池中的正极反应反着写为氧化过程，发生在阳极。【投影】3、燃料电池（1）结构：（2）常见的燃料电池 注意：电解质溶液对反应的影响.碱性溶液反应物、生成物中均无h+.酸性溶液反应物、生成物中均无oh.中性溶液反应物中无h+ 和oh.水溶液中不能出现o2【学生练习】a、氢氧燃料电池碱性电解液：正极：2h2 + 4oh 4h2o + 4e 负极：o2 + 2h2o + 4e 4oh酸性电解液：正极：2h2 4h+ + 4e 负极：o2 + 4h+ + 4e 2h2o中性电解液：正极：2h2 4h+ + 4e 负极：o2 + 2h2o + 4e 4ohb、乙醇燃料电池（类似甲烷燃料电池）【小结】 电池的负极一定是可燃性物质，失去电子，元素化合价升高，发生氧化还原反应；电池的正极一定是助燃性物质，得电子，化合价降低，发生还原反应。 燃料电池两电极材料一般都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，两电极只是起传导电子的作用。. 电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒。. 写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子。. 正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。【练习】（2012四川）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：ch3ch2oh 4e- + h2o = ch3cooh + 4h+。下列有关说法正确的是 a检测时，电解质溶液中的h+向负极移动 b若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48l氧气 c电池反应的化学方程式为：ch3ch2oh + o2 = ch3cooh + h2o d正极上发生的反应为：o2 + 4e- + 2h2o = 4oh-【师生分析】教学反思总之，对于原电池的电极反应式的书写来说，最重要的