新人教版《化学能与电能》教学设计12

第二章第二节化学能与电能（第二课时） 教学目标：1．了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；2．引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。3．感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。重点、难点：通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。教学过程：[复习]原电池构成条件及工作原理。[引言]人们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同需要。我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。[板书]二、发展中的化学电源[讲解]上述原电池的结构较简单，携带也不方便，当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。下面我们来学习第一种：[学生]请学生们阅读P37页，根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应，来推断在各种电池中，谁做负极，谁做正极，试写出在各电极上可能发生的电极反应及总反应。[板书]1．干电池负极（锌筒）：Zn—2e—=Zn2+；正极（石墨）：正极：2NH4++2e－=2NH3+H2电池的总反应式为：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2副反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+[讲解]干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充氯化铵和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉未，吸收正极放出H2。淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。[板书]2．铅蓄电池[讲解]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。[分析]放电时起原电池的作用。[板书]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[讲解]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。[板书]3．碱性蓄电池[讲述]1970-1975开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。[板书]银锌电池：负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O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+H2O2Ag+Zn(OH)2[讲解]正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。[板书]镉镍电池：负极：Cd＋2OH－-2e－=Cd（OH）2正极：2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH－镉镍电池充电和放电的总化学方程式为：2NiO（OH）＋Cd＋2H2O2Ni（OH）2＋Cd（OH）2负极材料：Cd，正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。[讲解]还有一种新型高效氢氧燃料电池，主要用于航天领域，它的电极一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等，电解质溶液为40%KOH溶液。[板书]4．燃料电池（碱性）电极反应：负极：2H2+4OH——2e—=4H2O正极：O2+2H2O+2e—=4OH—电池的总反应为：2H2+O2=2H2O[讲解]该电池的特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。[练习]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[讲解]除上述四种电池外，还有铝—空气电池、海水电池、锂电池等各种电池。[简介]绿色电池种种………[小结]由化学方程式书写电极反应式：①找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；②利用电荷守恒分别写出电极反应式；③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。[作业]P392、4、5[板书计划]二、发展中的化学电源1．干电池负极（锌筒）：Zn—2e—=Zn2+；正极（石墨）：正极：2NH4++2e－=2NH3+H2电池的总反应式为：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2副反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+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．碱性蓄电池银锌电池：负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O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+H2O2Ag+Zn(OH)2镉镍电池：负极：Cd＋2OH－-2e－=Cd（OH）2正极：2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH－镉镍电池充电和放