人教版高二化学选修四2化学电源教案

第二节第二节 化学电源化学电源 教学目标教学目标 1．知识与技能 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 2．过程与方法： 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。 3．情感态度价值观： 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。 教学重点教学重点 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用 教学难点教学难点 化学电池的反应原理 教学方法教学方法 实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。 主要教具主要教具 实验仪器药品、多媒体 教教 学学 过过 程程 学与问学与问] ]在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？ 投影］ ［学与问］［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知 道电池的其它应用吗？道电池的其它应用吗？ 化学电池化学电池 将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置 电池电池太阳能电池太阳能电池 将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置 原子能电池原子能电池 将放射性同位素自然衰变时产生的热将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置能通过热能转换器转变为电能的装置 交流结果交流结果] ]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。 板书板书] ]第二节第二节化学电源化学电源 问问] ]什么是化学电池？ 回答回答] ]化学电池是将化学能转化为电能的装置。 讲讲] ]化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 一次电池的活性物质消耗到一定程度 就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电 后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。 板书板书] ]一、化学电源一、化学电源 1 1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 交流交流] ]电池与其他能源相比，其优点有那些？ 讲讲] ]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。 板书板书]2]2、化学电源的优点：、化学电源的优点： （１）能量转换效率高，供能稳定可靠。（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。（２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。（３）易维护，可在各种环境下工作。 投影投影] ]图 4-2 电池及其用途 问问] ]面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？ 讲讲] ]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。 板书板书] 3] 3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准：、原电池的优劣或适合某种需要判断标准： （１）比能量（１）比能量 （２）比功率（２）比功率 （（3 3）电池的储存时间的长短）电池的储存时间的长短 展示展示] ]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 板书板书] ]二、一次电池二、一次电池 讲讲] ]普通锌锰干电池的简称， 在一般手电筒中使用锌锰干电池， 是用锌皮制成的锌筒作负极兼做 容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混 合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊 状作电解质溶液； 电池顶端用蜡和火漆封口。 在石墨周围填充 ZnCl2、 NH4Cl 和淀粉糊作电解质， 还填有 MnO2作去极化剂吸收正极放出的 H2，防止产生极化现象，即作去极剂 作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。 ，淀粉糊的 板书板书]1]1、、 碱性锌锰干电池：碱性锌锰干电池： 负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn +2OHZn +2OH－ －——2e2e——= Zn= Zn（（OHOH）） 2 2； ； 正极（石墨）正极（石墨） ：正极：：正极：2MnO2MnO 2 2+2H +2H 2 2O+2e O+2e－ －= 2MnOOH+2OH= 2MnOOH+2OH－－ 电池的总反应式为：电池的总反应式为：Zn +2MnOZn +2MnO 2 2+2H +2H 2 2O= 2MnOOH+ Zn O= 2MnOOH+ Zn（（OHOH）） 2 2 讲讲] ] 正极生成的氨被电解质溶液吸收， 生成的氢气被二氧化锰氧化成水。 干电池的电压 1 —1 5 V 6 V。 在使用中锌皮腐蚀， 电压逐渐下降， 不能重新充电复原， 因而不宜长时间连续使用。 这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小，性能好的碱性锌—锰干 电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积 成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。 讲讲] ]根据投影讲解结构。优点： 比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电 流和连续放电，是民用电池更新换代产品。 阅读阅读] ]资料卡片---银锌电池。 讲讲] ] 银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站 等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶 液。 常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极盒一端充由 Ag2O 和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极 活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液 隔开。一粒钮扣电池的电压达159 V，安装在电子表里可使用两年之久。 板书板书]2]2、银锌电池：、银锌电池： 负极：负极：Zn+2OHZn+2OH— —-2e-2e- -=ZnO+H=ZnO+H 2 2O O 正极：正极：AgAg 2 2O+H O+H 2 2O+2e O+2e =2Ag+2OH=2Ag+2OH 银锌电池充电和放电的总化学方程式为：银锌电池充电和放电的总化学方程式为： Zn+AgZn+Ag2 2O O 2Ag+ ZnO 2Ag+ ZnO - -- - 阅读阅读] ]资料卡片—锂电池。 讲讲] ] 锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯 应。电解液是由四氯铝化锂LiAlCl4 SO2Cl2在炭极上发生还原反 溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发 生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。 板书板书]3]3、锂电池、锂电池 8Li8Li＋＋3SO3SO