集體備課教案必修2 《第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié) 化學(xué)能與電能

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1、做好題，得高分，精選習(xí)題，真給力?。ǎ? 教 案 課題：第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一) 授課班級 課 時 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1、 通過實(shí)驗探究認(rèn)識原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念 2、 通過設(shè)計科學(xué)探究實(shí)驗方案和實(shí)驗裝置，初步了解實(shí)驗研究的方法和實(shí)驗方案設(shè)計的原則、步驟、注意事項 過程 與 方法 1、 通過對科學(xué)探究過程中實(shí)驗現(xiàn)象的觀察、討論、歸納、呈現(xiàn)，培養(yǎng)實(shí)驗觀察能力、實(shí)驗現(xiàn)象的描述能力和使用化學(xué)用語的技能，通過對實(shí)驗現(xiàn)象的整理、分析、推理、歸納，從中培養(yǎng)實(shí)驗分析能力和實(shí)驗探究能力，同

2、時，在分組實(shí)驗中培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的能力，體驗與他人交流的重要性 2、 通過對探究原電池的工作原理和構(gòu)成條件的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計劃、反思、評價和調(diào)控，初步形成自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力 3、 通過對化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的學(xué)習(xí)，體驗到科學(xué)探究的過程，理解科學(xué)探究的意義，認(rèn)識科學(xué)探究的基本過程與方法，初步養(yǎng)成科學(xué)探究的能力 情感 態(tài)度 價值觀 通過探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奧妙，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣與熱情，體驗科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。 重 點(diǎn) 原電池的概念與構(gòu)成條件 難 點(diǎn) 用已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的條件和裝置 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè)

3、 計 第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一) 一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 1、定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池(primary battery ) 鋅片：溶解、失電子，做負(fù)極，電極反應(yīng)：Zn---2e==Zn2+ 銅片：有氣泡產(chǎn)生，得電子，做正極，電極反應(yīng)：2H＋+2e == H2 ↑ 總反應(yīng)方程式：Zn+2H＋==Zn 2+ +H2↑ 2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)且是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)（一般是放熱的） 3.構(gòu)成原電池的條件 ⑴有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極?！? 負(fù)極:較活潑的金屬 正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體 ⑵電極材料均插入

4、電解質(zhì)溶液中。 ⑶兩電極要相連接或接觸，形成閉合回路。 ⑷自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。 4、原電池正負(fù)極的判斷方法 (1) 由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極；活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極 (2) 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極 (3) 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 ［投影展示］水能、風(fēng)能、石油、電能等常見能源的圖片 ［課前活動］閱讀教材上的資料卡片，并思考什么是一次能源，什么是二次

5、能源 ［投影小結(jié)］一次能源：直接從自然界取得的能源。 二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。 ［創(chuàng)設(shè)情境］多媒體動畫展示：熱電廠的生產(chǎn)過程 ［講］電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。利用煤、石油、天然氣等自然界蘊(yùn)藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電?；鹆Πl(fā)電中最主要的發(fā)電方式是汽輪機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)發(fā)電又稱為蒸汽發(fā)電，它利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機(jī)，再由汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 ［問］在火力發(fā)電的過程中，能量是怎樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換的？ ［講］在火力發(fā)電過程中，經(jīng)歷了一系列的能量轉(zhuǎn)換 ［投影］ 化學(xué)能 燃燒 熱能蒸汽

6、 機(jī)械能發(fā)電機(jī) 電能 ［問］在火力發(fā)電的過程中，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能源利用率低，造成能源的極度浪費(fèi)。那么能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，提高能量的利用率呢？這就是這節(jié)課我們要解決的問題 ［板書］第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一) 一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 ［講］火力發(fā)電的本質(zhì)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么，要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能而直接轉(zhuǎn)化為電能，所要解決的第一個問題是什么？ ［講］我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)金屬的一些知識，了解了鋅和銅的性質(zhì)。鋅是比較活潑的金屬，能溶于稀硫酸，銅是不

7、活潑金屬，不溶于稀硫酸。如果我們把鋅片和銅片連接在一起，同時放到稀硫酸中，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？下面我們做這個實(shí)驗。 ［探究實(shí)驗］實(shí)驗2-4 實(shí)驗1：銅片和鋅片平行插入，且不接觸 實(shí)驗現(xiàn)象 鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象 離子方程式 Zn +2H＋ = Zn 2+ +H2 ↑ 思考問題 1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？ 2.Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H+的？ 3.什么方法可使Zn與H＋ 分開，不讓H＋直接在Zn表 面得電子？ 結(jié)論 用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來 ［講］若將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在兩個不同區(qū)域進(jìn)行，那么，怎樣架設(shè)橋梁使電子從還

8、原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，同時形成電流？ 實(shí)驗2：銅片和鋅片平行插入，用導(dǎo)線連接 實(shí)驗現(xiàn)象 大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解 離子方程式 Zn +2H＋ = Zn 2+ +H2 ↑ 思考問題 1.H+ 得到的電子是Cu失去的嗎？ 2.在這個過程中Cu起什么作用？ 3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？ 結(jié)論 Cu起傳導(dǎo)電子的作用。可用電流表測電流及方向。 ［講］怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子通過，如何從電學(xué)角度考慮儀器的選擇和組裝問題？ 實(shí)驗3：銅片和鋅片平行插入，用導(dǎo)線連接，并在導(dǎo)線間連接電流表 實(shí)驗現(xiàn)象 鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 現(xiàn)象解釋

9、 電子由Zn導(dǎo)線銅片H＋定向移動產(chǎn)生電流，故電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 思考問題 1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？ 2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 結(jié)論 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 ［講］要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行，同時架設(shè)橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，形成電流。這樣將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池 ［板書］1、定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池(primary battery ) ［投影］Flash動畫展示：Zn –Cu 原電池中電子的得失及流動情況，內(nèi)電路中離子的移動情況，從微觀角度加深對學(xué)生原電池工作原理的理

10、解。 ［小結(jié)］分析在Zn – Cu 原電池中，鋅片、銅片兩個區(qū)域得失電子的情況，并用式子表示出來 ［板書］鋅片：溶解、失電子，做負(fù)極，電極反應(yīng)：Zn---2e==Zn2+ 銅片：有氣泡產(chǎn)生，得電子，做正極，電極反應(yīng)：2H＋+2e == H2 ↑ 總反應(yīng)方程式：Zn+2H＋==Zn 2+ +H2↑ ［講］原電池反應(yīng)所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是氯化還原反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下： 1、寫出總化學(xué)方程式 2、根據(jù)總化學(xué)反應(yīng)方程式按照電子得失情況，分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 3、氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，注意介質(zhì)參與反應(yīng)。 總的化學(xué)反應(yīng)方程式是正負(fù)電極反應(yīng)相加的結(jié)果，反過來

11、也可以相減，得電極反應(yīng)。電極反應(yīng)也遵守質(zhì)量守恒，電荷守恒及正、負(fù)極得失電子數(shù)相等的規(guī)律。 書寫電極方程式時要注意幾點(diǎn)： 1、 根據(jù)給出的化學(xué)方程式或根據(jù)題意，確定原電池的正負(fù)極，弄清正負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。 2、 弱電解質(zhì)、氣體或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示。 3、 注意電解質(zhì)溶液的成分，對正極、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響，正、負(fù)極產(chǎn)物可根據(jù)題意或據(jù)化學(xué)方程式確定。 4、 寫電極反應(yīng)時要遵守守恒原則，可在電極反應(yīng)式一端據(jù)需要添加H＋或OH―或H2O，將兩個電極反應(yīng)式合起來，即可得到電池反應(yīng)總方程式。 ［點(diǎn)擊試題］ ［講］通過以上的討論，我們也可以抽象出原電池化學(xué)反

12、應(yīng)的本質(zhì)是較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極） ［板書］2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)且是能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)（一般是放熱的） ［講］上面，我們通過實(shí)驗探究了解了原電池的工作原理，初步形成原電池的概念，那么，原電池是由哪些部分組成的？也即原電池的構(gòu)成條件是什么？ ［科學(xué)探究］ 探究目標(biāo)：根據(jù)已有的氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識，利用提供的實(shí)驗用品，設(shè)計一套原電池裝置，探究原電池的構(gòu)成條件 實(shí)驗1、如果兩極的材料組成相同和不同時，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 實(shí)驗2　如果溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱不同時，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 實(shí)驗3　如

13、果兩個電極在同一容器和不同容器中將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 學(xué)生分組總結(jié)匯報實(shí)驗結(jié)果和實(shí)驗結(jié)論，師生共同交流探討，得出結(jié)論 ［板書］3.構(gòu)成原電池的條件 ⑴有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。　 負(fù)極:較活潑的金屬 正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體 ⑵電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 ⑶兩電極要相連接或接觸，形成閉合回路。 ⑷自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。 ［講］在這里我們要注意的是，原電池中，負(fù)極的金屬性比正極強(qiáng)。電極可能與電解質(zhì)反應(yīng)，也可能與電解質(zhì)不反應(yīng)。形成閉合回路的方式有多種，可以是導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極接觸。有的原電池產(chǎn)生的電流大，可以對外做

14、功；有的原電池，電極上發(fā)生的反應(yīng)很慢，產(chǎn)生的電流極其微弱，不能對外做功 ［講］最后，我們總結(jié)一下原電池正負(fù)極的判斷方法 ［板書］4、原電池正負(fù)極的判斷方法 (1) 由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極；活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極 (2) 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極 (3) 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極 ［講］除此之外，還可根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向來判斷：在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子的移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。

15、 還有，若原電池工作后，X極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在X極(正極)放電，X級活動性較弱。 若原電池工作后，X極上有氣泡冒出，是因為發(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明X極為正極，活動性弱。 即增重或產(chǎn)生氣泡的為正極，溶解的為負(fù)極。 但有些特殊情況要考慮電極與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)，例如，Mg、Al與NaOH溶液構(gòu)成的原電池中Al作負(fù)極。 ［點(diǎn)擊試題］ 題型1 原電池的判斷 題型2 原電池的工作原理 2.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu 3.由銅鋅和稀硫

16、酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的 PH( ) A.不變 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小 題型3 利用原電池電極判斷金屬性強(qiáng)弱 4.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為( ) A．a(chǎn) > b > c > d B．a(chǎn) > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d >

17、 c > a 題型4 原電池的構(gòu)成條件 5.一個電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ） 題型5 原電池電極反應(yīng)的書寫 6、科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料，依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作，回答下列問題 （1）負(fù)極材料是______ 電極反應(yīng)式是____________________ （2）正極材料是______ 電極反應(yīng)式是___________________ ［課后作業(yè)］案例分析：在倫敦的上流社會，有一位貴族夫人格林太太，幼年時因

18、蛀牙補(bǔ)過一顆不銹鋼的假牙。不料后來，她又因為車禍掉了一顆牙，為了顯示其富有，她裝了一顆黃金假牙。自此以后，她就經(jīng)常出現(xiàn)頭痛、失眠心情煩燥等癥狀。更奇怪的是，眾多的醫(yī)學(xué)家為她檢查后，都找不到病因是什么。這位夫人整日感到精神萎靡，找遍各大醫(yī)院會診也不見效果。格林太太的病因到底是什么呢？請同學(xué)根據(jù)本節(jié)的知識和我們生物學(xué)上的常識進(jìn)行一下診斷。 教學(xué)回顧： 教 案 課題：第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(二) 授課班級 課 時 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 在獲得原電池概念和組成條件的基礎(chǔ)上，能設(shè)計出一些原電池實(shí)驗，學(xué)習(xí)實(shí)驗研究的方法

19、 過程 與 方法 1、 在探究設(shè)計原電池實(shí)驗的過程中，學(xué)會運(yùn)用觀察、實(shí)驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進(jìn)行加工 2、 能對自己的化學(xué)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計劃、反思、評價和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力 情感 態(tài)度 價值觀 1、有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將原電池知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題作出合理的判斷 2、了解原電池對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想 重 點(diǎn) 在實(shí)驗探究的基礎(chǔ)上認(rèn)識原電池的組成及應(yīng)用 難 點(diǎn) 對研究成果以及學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的評價和反思 知 識 結(jié)

20、 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計 知識拓展------原電池的應(yīng)用 ①制作化學(xué)電源 ②加快反應(yīng)速率： ③判斷金屬活動性的強(qiáng)弱 ④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 二、發(fā)展中的化學(xué)電源(chemical power source) 1．干電池( dry cell) 負(fù)極（鋅筒）：Zn —2e—= Zn2+； 正極（石墨）：正極：2NH4++2e－=2NH3+H2 電池的總反應(yīng)式為：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 副反應(yīng)：副反應(yīng)：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+ 2、充電電池 (1) 鉛蓄電

21、池(storage battery) 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+2H2O (2)鎳氫電池 負(fù)極：H2 +2OH— —2e—= 2H2O 正極：2NiO(OH) +2H2O +2e— = 2Ni(OH)2 +2OH— 放電總反應(yīng)式：H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 （3）堿性蓄電池 銀鋅電池： 負(fù)極：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O 正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH

22、- 銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為：Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 鎘鎳電池： 負(fù)極：Cd＋2OH－-2e－=Cd（OH）2 正極：2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH－ 鎘鎳電池充電和放電的總化學(xué)方程式為： 2NiO（OH）＋Cd＋2H2O2Ni（OH）2＋Cd（OH）2 (4) 鋰電池 負(fù)極：Li - e- = Li+ 正極：MnO2 + e- = MnO2- 總反應(yīng)式：Li + MnO2 = LiMnO2 3．燃料電池(fuel cell) (1) 氫氧燃料電池 （堿性）電極反應(yīng)：負(fù)極：2

23、H2+4OH——2e—=4H2O 正極：O2+2H2O+2e—=4OH— 電池的總反應(yīng)為：2H2 + O2 = 2H2O 若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負(fù)極：2H2 —4e—=4H+ 正極：O2+ 4H+ + 4e—= 2H2O 放電總反應(yīng)式： 2H2 + O2 = 2H2O (2) 甲烷氧氣燃料電池 負(fù)極：CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O 正極：2O2+4H2O+8e－=8OH－ 電池的總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 ［知識回顧］1、原電池的原理

24、2、簡單的原電池的正負(fù)極和電子流向如何？ ［過］上節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了原電池的原理和構(gòu)成條件，那么原電池的原理又是如何應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活領(lǐng)域上的呢？ ［板書］知識拓展------原電池的應(yīng)用 ①制作化學(xué)電源 ②加快反應(yīng)速率： ［講］例如，實(shí)驗室制H2 時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。 ［板書］③判斷金屬活動性的強(qiáng)弱 ④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 ［講］鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕 ［講］有一位非常喜歡趕時髦的富商決定建造一艘海上游艇，為了使游艇奢侈豪華，他不惜重金讓造船師用昂貴、漂亮、對海水有很強(qiáng)

25、抗腐蝕能力的鎳銅合金將船底包起來，由于這種合金的金屬強(qiáng)度不夠大，造船師又不得不用特種鋼來制造游艇的許多零件。在一片贊美聲中，游艇緩緩駛進(jìn)了大海，暢游于碧海波濤中?？墒俏催^幾周，這艘游艇底部變得千瘡百孔，過早結(jié)束了它的使命。你能解釋其中的原因嗎？ [引言]人們應(yīng)用原電池原理，制作了多種電池，如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等，以滿足不同需要。我們課我們具體來學(xué)習(xí)幾種利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。 [板書] 二、發(fā)展中的化學(xué)電源(chemical power source) ［講］最古老的電池 —— 巴格達(dá)電池 1936年6月，伊拉克考古學(xué)家在巴格達(dá)城郊，發(fā)現(xiàn)了大量公元前二百多年

26、屬于波斯王朝時代的文物，其中包括一些奇怪的陶制器皿和生銹的銅管、鐵棒。陶制器皿有點(diǎn)像花瓶，高15厘米，呈淡黃色，瓶里裝滿了瀝青，瀝青之中有個鈾管，直徑2.6厘米，高9厘米，鈾管中又有一層瀝青，并有一根銹跡斑斑的鐵棒。 [講]上述原電池的結(jié)構(gòu)較簡單，攜帶也不方便，當(dāng)今的電池工業(yè)已能制造出各種各樣的實(shí)用電池。實(shí)用電池一般應(yīng)具有的特點(diǎn)是：能產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流：安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生較小的影響，下面我們來簡單介紹幾種常見電池和新型電池。 [板書] 1．干電池( dry cell) ［講］干電池是用鋅制圓筒型外殼作負(fù)極，位于中央的

27、頂蓋有銅的石墨作正極，在石墨周圍填充NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑(Zn—Mn電池) [板書]負(fù)極（鋅筒）：Zn —2e—= Zn2+； 正極（石墨）：正極：2NH4++2e－=2NH3+H2 電池的總反應(yīng)式為：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 副反應(yīng)：副反應(yīng)：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+ [講]淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩極的析出速率。ZnCl2的作用是吸收NH3。MnO2作用是吸收正極放出的H2生成MnO(OH) ，從而消除電極正極H2的集結(jié)現(xiàn)象，防止產(chǎn)生極化。干電池是一次性電池

28、，放電后不能再使用，內(nèi)部氧化還原反應(yīng)不可逆。為提高使用壽命，用KOH代替NH4Cl來提高性能。 干電池的主要用途是錄音機(jī)、閃光燈、手電筒、電動玩具、袖珍電視機(jī)以及電極、空調(diào)搖控器等。 ［過］充電電池又稱二次電池 。可充電電池是兩極都參加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池、（紐扣電池）、鋰電池、愛迪生蓄電池等，它們的負(fù)極是較活潑的金屬，正極一般是金屬氧化物。放電時，負(fù)極被氧化。正極材料的氧化物被還原，充電時的電極反應(yīng)與放電時相反。 [板書]2、充電電池 (1) 鉛蓄電池(storage battery) [講]鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠和透明塑料制成長

29、方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的PbO2，負(fù)極是海棉狀的金屬鉛，兩極均浸入硫酸溶液中，且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。 [板書]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+2H2O [講]當(dāng)放電進(jìn)行到硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)到1.18g/cm3時應(yīng)停止使用，需充電，充電時起電解池的作用。 ［思考與交流］鉛蓄電池在放電前后電解質(zhì)溶液和電極分別有哪些變化？這對電池的繼續(xù)工作會帶來哪些影響？ 電解質(zhì)溶液的濃度有所下降，同時電極

30、上都附著一層難溶物PbSO4 使電池的電壓降低，電壓不穩(wěn)定，欲使其恢復(fù)，就要對其進(jìn)行充電 [板書](2)鎳氫電池 負(fù)極：H2 +2OH— —2e—= 2H2O 正極：2NiO(OH) +2H2O +2e— = 2Ni(OH)2 +2OH— 放電總反應(yīng)式：H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 [講]1970-1975開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。1975-1983美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。1998-1992美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水 [板書]（3）堿性蓄電池 銀鋅電池： 負(fù)極：Z

31、n+2OH—-2e-=ZnO+H2O 正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為： Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 [講]正極殼填充Ag2O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。 [板書] 鎘鎳電池： 負(fù)極：Cd＋2OH－-2e－=Cd（OH）2 正極：2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH－ 鎘鎳電池充電和放電的總化學(xué)方程式為： 2NiO（OH）＋Cd＋2H2O2Ni（OH）2＋Cd（OH）2 [講] [講解]負(fù)極材料：Cd，正極材料：涂有NiO2，電解質(zhì)：KOH溶液。鎳鎘電池壽命較

32、蓄電池長，但鎘是致癌物，鎳鎘污染環(huán)境。 [講]還有一種廣泛用于筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)的鋰離子電池，其壽命較長，被稱為綠色電池 [板書](4) 鋰電池 負(fù)極：Li - e- = Li+ 正極：MnO2 + e- = MnO2- 總反應(yīng)式：Li + MnO2 = LiMnO2 [講]優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、容量大、放電時間長。鋰電池是一種高能電池，鋰作為負(fù)極，技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。常用于電腦筆記本、手機(jī)、照相機(jī)、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動力電源。 [講]還有一種新型高效氫氧燃料電池，主要用于航天領(lǐng)域，它的電極一般為活化電極，具有很強(qiáng)的催化活

33、性，如鉑電極、活性炭電極等，電解質(zhì)溶液為40%KOH溶液。 [板書]3．燃料電池(fuel cell) (1) 氫氧燃料電池 （堿性）電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2+4OH——2e—=4H2O 正極：O2+2H2O+2e—=4OH— 電池的總反應(yīng)為：2H2 + O2 = 2H2O [講]該電池的特點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)70%以上，且其燃燒的產(chǎn)物為水，因此不污染環(huán)境。 [板書] 若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負(fù)極：2H2 —4e—=4H+ 正極：O2+ 4H+ + 4e—= 2H2O 放電總反應(yīng)式： 2H2 + O2 = 2H2O [講]新型燃料電池：該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。 [板書](2) 甲烷氧氣燃料電池 負(fù)極：CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O 正極：2O2+4H2O+8e－=8OH－ 電池的總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 教學(xué)回顧：