化学电源教案

化学电源

一、教材分析

1、教材的地位及其作用

本节内容人教版化学选修四的第四章第二节，课程标准对其要求是通过查阅资料了解常见电源种类及其工作原理。前面关于原电池的学习，是了解化学能怎样转换成电能的理论性问题，而本节教学是要进一步了解依据原电池原理开发的技术产品――化学电池。

化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，小到手表、单放机、儿童玩具、大到航空航天、卫星通信，几乎无处不在。因此学生在过去的学习和生活中已经对许多不同类型的电池有所了解，本节内容也正是为了要学生能自觉的将自己已经积累的感性知识与新课教学内容紧密联系起来。

2、教材内容分析：

在具体知识方面，教科书概要性地介绍了电池的分类、优点以及质量优劣的判断标准，并以三大类型电池――一次电池、二次电池、燃料电池的相关知识为主线，以碱性锌锰电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池为代表，简单介绍了电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。本节内容注重电化学知识与科技发展的紧密联系，教科书中提供了“锌银电池”、“锂电池”“微型燃料电池”等阅读材料，目的是帮助学生了解电池工业发展的现状和前景。在教学中，我们还应密切关注能源、环保方面的时事新闻，关注科技发展的动态，以适时地为教学补充相关素材。

二、学生分析：

高二的学生能够通过对实验现象的观察、有关数据的分析和得出相关结论，具有一定的观察能力、实验能力和思维能力。而且通过前一阶段的学习，学生已经知道电池工作的基本原理，在这里，主要是结合现今科技的发展，使学生了解新型燃料电池的组成和工作原理；了解化学与人类生产、生活的密切关系，发展学生学习化学的兴趣。

三、教学目标：

知识与技能：了解电池的一般分类；了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用；掌握几种典型化学电池的电极反应

过程和方法：学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息；结合生产、生活实际，学习常见化学电池的组成和应用，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力；善于与人合作，具有团队精神。

情感态度和价值观：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。

四、教学重难点：

掌握几种典型电池的用途和特点；

掌握几种典型化学电池的电极反应。

五、课时安排：一课时

六、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？

[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，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。

[板书]：第二节化学电源

[指导阅读]：阅读教材74页，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]：第二节、化学电源

1、概念：是将化学能转化为电能的装置

①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池。

2、分类：②、二次电池又称充电电池——蓄电池。

③、燃料电池。

①、能量转换效率高，供能稳定可靠。

3、优点：②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便。

③、易维护，可在各种环境下工作。

[看图]：图4-2电池及其用途。面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？

①、比能量：［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］

[板书]：4、电池优劣的判断标准: ②、比功率：[符号是W/kg，W/L)]

③、比时间：电池的储存时间的长短

[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]：一、一次电池

[讲述]：最常见的一次电池为锌锰电池。传统的锌锰干电池，其正极材料采用活性较低的天然二氧化锰，隔离物是淀粉和面粉的浆糊隔离层，电解液是以NH4Cl为主的氯化铵、氯化锌水溶液，负极是锌筒。

[板书] ：（1）普通锌锰电池的电极反应为：

负极：Zn －2e－＝Zn2＋；

正极：2NH4＋+2e－＝2NH3+H2；2MnO2+H2＝2MnO（OH）

正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+

总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2＋Mn2O3＋H2O

或2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O

[讲述]：传统的锌锰干电池放电性能一般较差，容量较低。碱性锌锰电池又称碱锰电池，俗称碱性电池，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，负极锌也由片状改变成粒状，增大了负极的反应面积，加之采用了高性能的电解锰粉，电性能得以很大提高。（2）碱性锌锰电池的电极反应为：

负极（锌筒）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）2；

正极（石墨）：正极：2MnO2+2H2O+2e－= 2MnOOH+2OH－

电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn（OH）2

[讲解分析]：碱性锌锰电池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。

[指导阅读]：请阅读P75的资料卡片---银锌电池，思考银锌电池的工作原理是什么？

[板书]：2、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+Ag2O2Ag+ ZnO

[讲解分析]：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。

优点：比能量电压稳定、储存时间长，使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。

[师]：一粒钮扣电池的电压达1.59 V，安装在电子表里可使用两年之久。

[典型例题]：例1、1958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－56.7～71.1℃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(LiAlCl 4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl 2)组成电解质溶液．电池总反应为：8Li ＋3SOCl 2＝6LiCl ＋Li 2SO 3＋2S ．

（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。

[简单介绍]：3、锂电池：锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯(SO 2Cl 2)在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂(LiAlCl 4)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。

8Li ＋3SO 2Cl 2＝6LiCl ＋Li 2SO 3＋2S 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的体积和质量下能放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长，能在216.3—344.1K 温度范围内工作，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，因而已用于电脑、照相机、手表、心脏起博器上，以及作为火箭、导弹等的动力资源。

[过 渡]：在一次电池的基础上发展的二次电池更加的经济实用，它在放电时进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般是通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现化学能转变为电能（放电），再由电能转变为化学能（充电）的循环。

[板 书]：二、二次电池

1、铅蓄电池

[指导阅读]：请阅读P 76的图片---铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么？

[讲解分析] 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PbO 2，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。

[板 书]：⑴、放电的电极反应为：

负极：Pb ＋SO 42-－2e - ＝PbSO 4↓

正极：PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e - ＝PbSO 4↓＋2H 2O

总反应式：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O [讲解分析]：铅蓄电池的电压正常情况下保持2.0 V ，当电压下降到1.85 V 时，即当放电进行

到硫酸浓度降低，溶液密度达1.18 g / cm 3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为：

[板 书]：⑵、充电的电极反应：

放电

充电

阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO42-

阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42-

[讲述]：1. 一次电池和二次电池均称为化学电源，化学电源的电极材料一般由能导电的物质组成，负极为还原性较强的物质（大多数是金属电极本身），正极为氧化性较强的物质，电解液为酸、碱和盐溶液或某些熔融盐。其他原理与原电池的原理相同。

2. 一次电池只能放电一次，一次电池内部则简单得多，它不需要调节一次电池内部的氧化还原反应之间的可逆性变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电能力远小于二次电池。[过渡]：目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。但是比较笨重。因此出现了大有发展前景的燃料电池

[板书]：三、燃料电池

[师]：燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池，所以燃料电池也是化学电源。

[讲述]：1. 燃料电池与其它电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地从外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。因此，燃料电池是名符其实地把能源中燃料燃烧反应产生的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。

2. 燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。

3. 当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂，如铂电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。

[板书]：1、氢氧燃料电池（碱性）

⑴、电极反应：负极：2H2+4OH——2e—=4H2O

正极：O2+2H2O+2e—=4OH—

⑵、电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O

氢氧燃料电池（酸性）

⑴、电极反应：负极：2H2+4OH－－4e－==4H2O

正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－

⑵、电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O

[讲述]：优点：能量转化率高，达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。

另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为：

[板书]：2、甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)燃料电池：

负极：CH4＋10OH－－8e-＝CO32-＋7H2O；

正极：4H2O＋2O2＋8e-＝8OH-。

电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

[归纳讲述]：能够燃烧的物质在一定条件下都能和相应的氧化剂（常用的是氧气）构成燃烧电池，可燃物（还原剂）做负极，氧化剂做正极。书写电极反应时要特别考虑电解质溶液的影响，尤其是电解质溶液的酸碱性。

[板书]：3、书写由化学方程式书写电极反应式注意点：

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、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关

（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在；溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH－；）④、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。

[简单介绍]：目前已研制成功的铝—空气燃料电池，它的优点是：体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种电池可代替汽油作为汽车的动力，还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外作业工具等。并且这种电池的效率高、无污染，装置可持续使用。[课堂小结]：任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线（导体）传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。

七、板书设计：

第二节、化学电源

1、概念：是将化学能转化为电能的装置

①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池。

2、分类：②、二次电池又称充电电池——蓄电池。

③、燃料电池。

①、能量转换效率高，供能稳定可靠。

3、优点：②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便。

③、易维护，可在各种环境下工作。

①、比能量：［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］

4、电池优劣的判断标准: ②、比功率：[符号是W/kg，W/L)]

③、比时间：电池的储存时间的长短

一、一次电池（1）普通锌锰电池的电极反应为：

负极：Zn － 2e － ＝ Zn 2＋

； 正极：2NH 4＋+2e －＝ 2NH 3+H 2； 2MnO 2+H 2＝2MnO （OH ）

正极产生的NH 3又和ZnCl 2作用：Zn 2+＋4NH 3＝［Zn (NH 3)4］2+

总反应： Zn ＋2NH 4Cl ＋2MnO 2＝Zn (NH 3)2Cl 2＋Mn 2O 3＋H 2O

或2Zn ＋4NH 4Cl ＋2MnO 2＝［Zn (NH 3)4］Cl 2＋ZnCl 2＋Mn 2O 3＋H 2O

（2）碱性锌锰电池的电极反应为：

负极（锌筒）：Zn +2OH －—2e —= Zn （OH ）2； 正极（石墨）：正极：2MnO 2+2H 2O+2e －= 2MnOOH+2OH －

电池的总反应式为：Zn +2MnO 2+2H 2O= 2MnOOH+ Zn （OH ）2

2、银锌电池：

负极：Zn+2OH —-2e -=ZnO+H 2O

正极：Ag 2O+H 2O+2e -=2Ag+2OH -

银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag 2O

2Ag+ ZnO

二、二次电池

1、铅蓄电池

⑴、放电的电极反应为：

负极：Pb ＋SO 42-－2e - ＝PbSO 4↓

正极：PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e - ＝PbSO 4↓＋2H 2O 总反应式：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O ⑵、充电的电极反应为：

阳极：PbSO 4＋2H 2O －2e - ＝PbO 2＋4H +＋SO 42-

阴极：PbSO 4＋2e - ＝Pb ＋SO 42-

三、燃料电池

1、氢氧燃料电池（碱性）

⑴、电极反应： 负极：2H 2+4OH ——2e —=4H 2O

正极：O 2+2H 2O+2e —=4OH —

氢氧燃料电池（酸性）

⑵、

⑶、 电极反应： 负极：2H 2+4OH －－4e －==4H 2O

正极：O 2＋2H 2O ＋4e －==4OH

－ ⑵、电池的总反应为：2H 2 + O 2 = 2H 2O

2、甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)燃料电池：

负极：CH 4＋10OH －

－8e - ＝CO 32-＋7H 2O ； 放电

充电

正极：4H 2O ＋2O 2＋8e - ＝8OH -。

电池总反应式为：CH 4＋2O 2＋2KOH ＝K 2CO 3＋3H 2O

3、书写由化学方程式书写电极反应式注意点：

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、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关

（如＋4价的C 在酸性溶液中以CO 2形式存在，在碱性溶液中以CO 32－

形式存在；溶液中不存在O 2－：在酸性溶液中它与H ＋结合成H2O 、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH －；） ④、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。

附：课后练习：

1、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 ( B )

A ．利用电池外壳的金属材料

B ．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C ．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D ．回收其中石墨电极

2、下列说法不正确的是 （ B ）

A.原电池中，负极上发生的反应是氧化反应

B.原电池中，电流从负极流向正极

C. 铜锌原电池中放电时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动

D.碱性锰锌电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池

3、燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：X 极：

21O 2(g)＋H 2O(l)＋2e －＝＝2OH － Y 极：H 2(g)＋2OH －--2e －＝＝2H 2O(l) 下列判断正确的是 （ AD ）

A ．X 是正极

B ．Y 是正极

C ．Y 极发生还原反应

D ．Y 极发生氧化反应

4、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2Zn ＋O 2＝2ZnO ，原料为锌粒、电解液和空气．下列叙述正确的是 （ B ）

A ．锌为正极，空气进入负极反应

B ．负极反应为：Zn －2e -＝Zn 2+

C ．正极发生氧化反应

D ．电解质溶液肯定不是酸溶液

5、一种新型燃料电池，它是用两根金属做电极插入KOH 溶液中，然后向两极上分别通甲烷和氧气，其电池反应为：X 极：O 7H CO 8e 10OH CH 2234+-+-- Y 极：

-++8OH 8e 2O O 4H 22

下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是 （ D ）

A ．通过甲烷的电极（X ）为电池的负极，通过氧气的电极（Y ）为电池正极

B ．放电一段时间后，电解质溶液中KOH 的物质的量改变

C ．在标准状况下，通过5．6L 氧气，完全反应后有1．0mol 的电子发生转移

D ．放电时，通过甲烷的一极附近的pH 升高

6、电子表所用的某种纽扣电池的电极材料为Zn 和Ag 2O ，电解质溶液是KOH 溶液。电池总反应式为：Zn ＋Ag 2O=ZnO ＋2Ag, 下列说法错误的是 （ A ）

A ．该电池的正极是Zn ，负极是Ag 2O

B ．该电池负极的电极反应式为：Zn ＋2OH ——2e —=ZnO ＋H 2O

C ．理论上该电池工作一段时间后，溶液中KOH 的浓度不变

D ．该电池工作时，电解质中的阴离子向负极移动

7、在如右图所示的装置中，a 的金属性比氢要强，b 为碳棒，关于此

装置的各种叙述不正确的是 （ CB ）

A ．碳棒上有气体放出，溶液pH 变大

B ．a 是正极，b 是负极

C ．导线中有电子流动，电子从a 极流到b 极

D ．a 极上发生了氧化反应

8、有人设计出利用CH 4和O 2的反应，用铂电极在KOH 溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH 4在O 2中燃烧，则下列说法正确的是 （ A ） ①每消耗1molCH 4可以向外电路提供8mole -

②负极上CH 4失去电子，电极反应式CH 4+10OH -－8e -=CO 32-+7H 2O

③负极上是O 2获得电子，电极反应式为 O 2+2H 2O+4e -=4OH -

④电池放电后，溶液PH 不断升高

A.①②

B.①③

C.①④

D.③④

[点 拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH 4在铂电极上发生类似于CH 4在O 2燃烧反应，即CH 4 →CO 2严格讲生成的CO 2还与KOH 反应生成K 2CO 3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH 4-8e -+10OH -=CO 32-+7H 2O ，1molCH 4参加反应有8mole-发生转移，O 2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O 2+2H 2O+4e-=4OH -。虽然正极产生OH -，负极消耗OH -，但从总反

应CH 4+2O 2+2KOH=K 2CO 3+3H 2O 可看出是消耗KOH ，所以电池放电时溶液的PH 值不断下降，故①②正确，③④错误。

9．（ 04江苏）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn(s)+ 2MnO 2(s) + H 2O(l) == Zn(OH)2(s) + Mn 2O 3(s)下列说法错误的是 （ C ）

A ．电池工作时，锌失去电子

B ．电池正极的电极反应式为：2MnO 2(s)+H 2O(1)+2e - == Mn 2O 3(s)+2OH -(aq)

C ．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D ．外电路中每通过O.2mol 电子，锌的质量理论上减小6.5g

[解析]： 该电池的电解液为KOH 溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH -(aq)-2e - == Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn 2O 3(s)+2OH -(aq)。Zn 为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn 失去2mol 电子，外电路中每通过0.2mol 电子，Zn 的质量理论上减小6.5g 。

10、可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世，其结构示意图如下。甲醇在催化剂作用下提供质子(H ＋

)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应，电池总反应为：2CH 3OH ＋3O 2=2CO 2＋4H 2O 。下列说法不正确．．．

的是（ B ）

A ．右电极为电池正极，b 处通入的物质是空气

B ．左电极为电池负极，a 处通入的物质是空气

C ．负极反应式为：CH 3OH ＋H 2O －6e —=CO 2＋6H

＋ D ．正极反应式为：O 2＋4H ＋＋4e —=2H 2O 11、下列化学反应的化学能可直接转变成电能的是 （ A ）

A ．2FeCl 3＋Cu ＝CuCl 2＋2FeCl 2

B ．AlCl 3＋3NH 3·H 2O ＝Al(OH)3↓＋3NH 4Cl

C ．2Fe(OH)3 错误！未找到引用源。Fe 2O 3＋3H 2O

D ．Na 2O ＋CO 2＝Na 2CO 3

12、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22)OH (Cd Ni(OH)和均难溶于水但溶于酸，以下说法正确的是 （ B ） ①、以上反应是可逆反应 ②、以上反应不是可逆反应

③、充电时化学能转化为电能 ④、放电时化学能转化为电能

A ．①③

B ．②④

C ．①④

D ．②③

（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，电池总反应可表示为：

试回答：锂电池比容量特别大的原因是_____________。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因。

[参考答案]：（1）B （2）重金属变为可转化为可溶于水的物质，增加污染程度

（3）Li 的相对原子质量小，22H 2LiOH 2O H 2Li 2+=+

22LiMnO MnO Li ?→?+

《化学电源》学案

放电 充电 第二节 化学电源 【知识要点】 化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料 电池等几大类。 1、一次电池（又称干电池） 如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。 （1）碱性锌锰电池，电解质是KOH ，其电极反应： 负极（Zn ）： 正极（MnO 2）： 总反应： （2）锌银电池的负极是Zn ，正极是Ag 2O ，电解质是KOH ，其电极总反应如下： Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag 则：负极( )： 正极( )： 2、二次电池（又称充电电池或蓄电池） 如：铅蓄电池。反应方程式如下式： Pb (s)+ PbO 2(s) +2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s) +2H 2O(l) ①其放电电极反应： 负极( )： 正极( )： ②其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应： （电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极） 阴极： 阳极： 3、燃料电池 燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电 池。它与一般的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。

如：氢氧燃料电池。 ①酸性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： ②碱性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： 除H2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料； 除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。 4. 书写电极反应式应注意以下几点： ①电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）； ②将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即 得到另一极反应； ③负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）。 5. 废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质.随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.如果把他当成一种资源,加以回收利用,既可以减少环境污染,又可节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收. 【练习】新型燃料电池，甲烷、氧气及KOH电解质溶液，用Pt作两个电极，写出两个电极的电极反应式和总反应式。 【巩固练习】 1．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是（） A．锌B．汞C．石墨D．二氧化锰2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）

化学电源教案

化学电源 一、促进观念建构的教学分析 1.教材及课标相关内容分析 前一节已经学习了电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。 2.学生分析： 前的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。 3.我的思考： 通过视频、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。 二、体现观念建构的教学目标 1.知识与技能： 了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判断电池的优劣。 2.过程与方法： 本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，让学生在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。 3.情感态度价值观： 认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。 三、教学重、难点及处理策略 一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。本节课主要通过学生参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频展示、课堂讨论交流以及联系前面所学知识，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让学生主动对化学电池的反应原理进行建构。 四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图 教师活动学生活动

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三电化学基础 第一节原电池 一、基本说明 1、教学内容所属模块：高中化学选修模块4-化学反应原理 2、年级：高二 3、所用教材出版单位：人民教育出版社 4、所属的章节：第四章第一节（第一课时） 5、教学时间：40分钟 二、教学设计 1、教学目标： 知识和技能： 1、.使学生了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。 2、.初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。 情感、态度与价值观： （1）通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。 （2）激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。 （3）体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 2.内容分析： （1）地位和功能 本教科书的第一章着重研究了化学反应与热能的关系，本章着重研究化学反应与电能的关系，二者都属于热力学的范畴。而本节则着重研究原电池，即一种将化学能转化为电能的装置，它的应用十分广泛，在分析，合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多。因此，有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学在生产、生活和科学研究中的作用。同时，本节还设计了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。 教学重点： （2）内容结构 原电池是学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理的基础上，在这里将进一步原电池的构成和原理，了解设计原电池、选用正、负极的原则。 （3）教学难点： 原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定。 3、设计思路： （1）紧密联系前面学过的原电池的知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意原电池原理的理解与应用。 （2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。努力体现以学生为主体的教学思想。转变学生的学习方式，培养学生的自主学习能力和科学探究能力。 （3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。三、教学过程

化学电源 优秀教案

化学电源 一、考点、热点回顾 1.了解电池的一般分类, 2.了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用 3.掌握几种典型化学电池的电极反应 重点：掌握几种典型电池的用途和特点。 难点：掌握几种典型化学电池的电极反应。 二、典型例题 【知识网络】 常见化学电源的原理及电极反应式的书写 1．一次电池(以碱性锌锰电池为例) 总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 2．二次电池 (1)铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 充电

(2)二次电池充电时的电极连接 3．燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。 O2发生正极反应。 ②书写电极反应时，注意介质的参与反应。 【知识要点】 几种常见的电池（化学电源） 1、一次电池（干电池）放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。碱性锌锰电池构成：负极是锌，正极是MnO2，电解质是KOH 负极：Zn+2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极：2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 2、二次电池 ①铅蓄电池 放电电极反应： 负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)；

正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l) 总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电电极反应： 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)； 阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq) 总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) (aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l) 总反应方程式：Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4 ②镍一镉碱性蓄电池 负极：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2； 正极：2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－ 总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H2 O2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 3、燃料电池

化学能与电能(第一课时)教学设计

学习必备欢迎下载 第二节化学能与电能（第一课时）教学设计 一、探究目标 （一）知识技能 1、理解化学能与电能之间转化的实质。 2、掌握化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他 形式的能量。 （二）过程与方法通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。 （三）情感价值观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，形成较为客观、正确的能源观， 提高开发高能清洁燃料的意识。 二、探究重点 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、探究难点通过对原电池实验的研究，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。 四、探究过程 【实验探究引入课题】 1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3、锌片的质量有无变化？溶液中c （H+）如何变 化？

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5、电子流动的方向如何？ 【引入】 电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机??这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。 【板书】第二节化学能与电能 【板书】一、化学能与电能的相互转化 【板书】1、燃煤发电的过程 【板书】2、燃烧的本质──氧化还原反应 【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，伴随着体系能量的变化。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来，这就是我们这节课要研究的重要知识点──原电池，这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来，类似于水库的蓄能。 【板书】3、原电池 原电池实验探究

(人教版)高中化学选修四：4.4.2《化学电源》学案(1)

第二节化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。 一、化学电池 化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池 碱性锌锰电池锌银电池电池结构 负极：Zn 正极：MnO2 电解质溶液：KOH溶液 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质溶液：KOH溶液电 极 反 应 正极 2MnO2＋2e－＋ 2H2O===2MnOOH＋2OH－ Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋ 2OH－ 负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2总反应式 Zn＋2MnO2＋ 2H2O===2MnOOH＋ Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋ H2O===Zn(OH)2＋2Ag 2.二次电池 铅蓄电池氢氧燃料电池电池结构 负极：Pb 正极：PbO2 电解质溶液：H2SO4溶液 负极：H2 正极：O2 电解质：酸性电解质 电 极 反 应 正极 PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋ (aq)＋2e－===PbSO4(s)＋ 2H2O(l) O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极 Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－ ===PbSO4(s) 2H2－4e－===4H＋总反应式 Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋ 2H2O(l) 2H2＋O2===2H2O 知识点一化学电池 1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性 锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋ H2O===ZnO＋Mn(OH)2 下列说法中，错误的是()

第六章化学反应与能量第二节原电池化学电源讲述

第六章化学反应与能量 第二节原电池化学电源 考点一| 原电池原理 [教材知识层面] 1．概念 把化学能转化为电能的装置。 2．构成条件 (1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。 (4)能自发发生氧化还原反应。 3．工作原理 如图是Cu-Zn原电池，请填空： (1)反应原理： (2)原电池中的三个方向： ①电子方向：从负极流出沿导线流入正极； ②电流方向：从正极沿导线流向负极； ③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。 (3)两种装置的比较：

装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。 [高考考查层面] 命题点1 与原电池原理有关的辨析 理解原电池的工作原理要注意的四点 (1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同形成了一个完整的闭合回路。 (3)不论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 (4)原电池负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 [典题示例] 1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是( ) A．①④B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦ 解析：选D 根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同， ⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。 2.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中 电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( ) A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁 C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y 解析：选D 外电路电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。

化学电源知识点 (1)

化学电源 一、化学电池： 化学电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。 判断一种电池的优劣或是否符合某种需要，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（比能量，单位是（W·h）/kg, （W·h）/L）,或者输出功率的大小（比功率，W/kg, W/L）以及电池的可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者的需要。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。 二、不同种类的电池： （一）一次电池 一次电池的活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。 常见的一次电池： （1）普通锌锰干电池 锌锰干电池是最常见的化学电源，分酸性碱性两种。干电池的外壳（锌）是负极，中间的碳棒是正极，在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物（制成糊状物）。为了避免水的蒸发，干电池用蜡封好。干电池在使用时的电极反应为 负极：Zn —2e—＝Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e—+ 2MnO2= 2NH3+Mn2O3+ H2O 总反应：Zn + 2MnO2+ 2NH4+= Mn2O3+ 2NH3+ Zn2++H2O （2）碱性锌锰干电池 负极：Zn ＋2OH——2e—＝Zn（OH）2 正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH— 总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋Zn（OH）2 （3）银一锌电池 电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的，它们所用的电池体积很小，有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O和Zn，所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是： 负极：Zn＋2OH－—2e—＝Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－

原电池及化学电源教案

原电池 1、进一步了解原电池的工作原理； 2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。 要点一、原电池 1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、原电池的构成条件 ①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。 负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。 正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 ②电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。 ③导线将两电极连接，形成闭合回路。 ④有能自发进行的氧化还原反应。 要点诠释：a．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图： 要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 ②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。

要点诠释：盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况 (Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色 物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、 热能 (Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质 析出，铜片质量增加 溶液温度不变化学能转化为电能 ①对于图甲装置 Zn片：Zn－2e－＝Zn2+ Cu片：Cu2++2e－＝Cu 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 ②对于图乙所示原电池 锌片：负极，Zn－2e－＝Zn2+(氧化反应) 铜片：正极，Cu2++2e－＝Cu(还原反应) 总化学方程式：Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+ 4、实验原理分析：(如图所示)

化学电源教学设计

《化学电源》教学设计 宝安区龙华中学邓丽瑛 一、教学设想 动手实践、自主探索与合作交流是新课程标准强调学生学习的重要方式。在教学过程中，为了更好的指导学生自主学习、合作学习、自主探索，在实践中获得知识，从而体现建构主义“以学生为中心”的教育思想，我将教材内容与研究性学习结合在一起，根据学生的年龄特征及认知规律，设计了“由实践到理论，理论指导实践”的教学思路。 二、教材分析 1．教材的地位和作用 《化学电源》选自普通高中课程标准实验教科书（山东科技版）《化学反应原理》（选修）第一章第三节。在学习了原电池的工作原理后，通过对化学电源的学习，可以使学生了解原电池的实际应用，加深学生对原电池原理的理解，使学生的认识上升。 2．教学目标 根据课程标准、教材内容的特点，结合学生的实际情况，确定如下教学目标。 （1）知识与技能 ①通过查阅资料，了解电池的发明发展史，认识电池的分类、构造、主要用途及对环境的危害，培养获取、分析、加工、利用信息的技能。 ②了解三种常见化学电源的构造、工作原理及应用，并能设计一些简单的原电池装置。 ③通过实验探究巩固学生实验操作的基本理论与技能。 （2）过程与方法 ①通过查阅资料，使学生感悟求知过程，拓展所学的知识，培养学生收集处理信息，分析归纳的能力。 ②通过用Flash展示三类化学电源的工作原理、探究过程的体验与交流，培养学生实验设计的能力、发散式思维能力、创新能力、表达能力、与人沟通交流、合作的能力，锻炼学生的思维品质，培养创新精神。 ③使学生体会由实践到理论、再由理论指导实践的科学方法。 （3）情感态度与价值观 ①通过资料的查找，激发学生探索化学科学奥秘的兴趣，使学生保持对科学的求知欲。

高中化学选修四学案：4.2化学电源 学案

放电 充电 第二节 化学电源 班级: 姓名: 组别: 【 学习目标】 1、常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池； 2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池； 3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。 【学习重点】 化学电源的结构及电极反应的书写 【知识梳理】 化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃 料电池等几大类。 1、 一次电池（又称干电池） 如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。 （1）碱性锌锰电池，电解质是KOH ，其电极反应： 负极（Zn ）： 正极（MnO 2）： 总反应： （2）锌银电池的负极是Zn ，正极是Ag 2O ，电解质是KOH ，其电极总反应如下： Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag 则：负极( )： 正极( )： 2、 二次电池（又称充电电池或蓄电池） Pb (s)+ PbO 2(s) +2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s) +2H 2O(l) ①其放电电极反应： 负极( )： 正极( )： ②其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应： （电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极） 阴极： 阳极： 3、 燃料电池 燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般 的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而 燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。 如：氢氧燃料电池。 ①酸性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： ②碱性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： 除H 2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气

化学原电池和化学电源 教案

化学原电池和化学电源教案 要点一原电池原理 1．原电池概念：利用________反应原理将________能转化为________能的装置。 2 ______ ，铜片上有② ______ 电极Cu ______ ⑤ 电子⑦____ 3.原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极： 相对活泼的金属作________， 较不活泼的金属或能导电的非金属作________； (2)________溶液； (3)形成________回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 盐桥的作用是什么？ 1．(双选题)下列装置不可以组成原电池的是() 2．(2014·潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是() A．电子通过盐桥从乙池流向甲池 B．铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作 C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋ D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同

3．下列反应可用于设计原电池的是() A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2 C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓ 例2如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的() A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4 B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4 C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液 D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液 4．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为() A．Al片、Cu片B．Cu片、Al片 C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片 例3利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为____________________；负极材料为________，电极反应式为________________________________________________________________________。 5．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。画出原电池的示意图并写出电极反应。 要点一化学电池 化学电池是将________能变成________能的装置。 1．化学电池的分类 化学电池 2．优点 (1)化学电池的______________较高，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及电池组。 例1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是() A．电池工作时，锌失去电子 B．电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 1．(2013·海南卷)Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是() A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl溶液激活 D．可用于海上应急照明供电 要点二一次电池 一次电池的电解质溶液制成________，不流动，也叫做干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。

化学电源优秀教案 (2)

第四章电化学基础 第二节化学电源 课前预习学案 一、预习目标 1了解常用电池地构造，2一次电池和二次电池地区别 二、预习内容 阅读书本，回答以下问题： 1、什么是一次电池？ 2、什么是二次电池？ 3.判断一种电池地优劣地标准是什么？ 4、日常生活中电池有那些应用？ 如何书写复杂反应地电极反应式？ 三、通过预习提出疑惑 疑惑点疑惑内容 一、学习目标 应用原电池原理，进一步学习常见一次电池、二次电池、燃料电池地工作原理.能根据电池总反应式判断：正、负电极，写出电极反应式 学习重难点：能根据电池总反应式判断：正、负电极，写出电极反应式 二、学习过程 一、一次电池 1.碱性锌锰电池 电极材料为Zn 和MnO 2 ，电解质是KOH. 总反应式：Zn + 2MnO 2 + 2H 2 O = 2MnOOH + Z n(OH) 2 如何书写复杂反应地电极反应式？ 负极：( )________________________________________________ 正极：( )_________________________________________________ 2．锌银电池 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、空间电视转播站等地电源. 电极材料为Zn 和Ag 2 O，电解质是KOH. 总反应式：Zn + Ag 2 O = ZnO + 2Ag 负极：( )________________________________________________ 正极：( )________________________________________________ 二、二次电池 铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能. 蓄电池放电和充电地总反应式：PbO 2＋Pb＋2H 2 SO 4 2PbSO 4 ↓＋2H 2 O 放电

化学电源教学设计

“化学电源”教学设计 宿迁市马陵中学杜梅 一、学习目标 1.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；理解科学探究的意义、过程与方法。 2．了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；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，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。 二、教学重点及难点 教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。 教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。 三、设计思路 本课从日常生活中常见的水果电池入手，提出疑问：这些电池是如何产生电流的？学生根据物理对电流的认识，提出假设：有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源，以拓宽学生的知识面。 四、教学过程 【复习回顾】 1、什么是原电池？ 2、原电池的工作原理是怎样的？ 3、构成条件的原电池有哪些？ 【过渡】原电池原理的应用： 1、研制分析化学电源； 2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率。 3、寻找钢铁防腐蚀的方法。 4、原电池的设计。 【思考】你能利用原电池反应原理，动手制作简易电池吗？ 【实践活动】水果电池的制作 实验准备：水果（柠檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果）、金属（铁丝、铜丝、锌片或铝片）、石墨电极、微安电流计、导线若干、小刀 鼓励学生利用各种自备的水果、金属片制作电池，用微安电流计或耳机测试是否能产生电流，比较电流的大小。 【交流展示】学生制作的各种水果电池 【思考】这些电池是如何产生电流的？ 【学生讨论】有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。 【引导】利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。 【问题情景】播放神舟飞船上的燃料电池，呈现以下问题，激发学生的学习兴趣。 飞船上的燃料电池有什么样的作用？

人教版高中化学必修2导学案2.2.2发展中的化学电源学案设计

第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 第2课时发展中的化学电源 学习目标 (1)加深对原电池工作原理的理解; (2)了解发展中的原电池; (3)能依据原电池原理正确判断电池的正、负极以及书写电极反应方程式。 自主学习 1.请写出原电池的构成条件: 2.能源分类 (1)一次能源:的能源,如太阳能、地热能、流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。 (2)二次能源:的能源称为二次能源,如电能(水电、火电、核电)、蒸汽等。 课内探究 一、原电池原理深化认识 【例题】下列各装置能构成原电池(电解质溶液为硫酸铜溶液)的是() [练习1] 下列组合中,能形成原电池的有() [练习2]

由X、Y两种金属和稀硫酸组成一个原电池,结果发现X表面无气泡而Y的表面有气泡产生。X与Y分别作什么极?哪个金属性更强? [练习3] 用镁、铝作电极构成原电池,分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中,判断构成原电池的正极、负极。 [练习4] 用铜、铝作电极构成原电池,分别插入稀硫酸、浓硝酸溶液中,判断构成原电池的正极、负极,并写出相关电极反应方程式。 二、发展中的化学电源 1.干电池 常见的化学电池是锌锰电池,写出电极反应方程式: 负极(锌):(反应) 正极(石墨):2N+2e-2NH3↑+H2↑(反应) 2.二次电池 (1)铅蓄电池。 负极(Pb):; 正极(PbO2):; 总反应:。 (2)镍镉碱性蓄电池。 (3)新一代可充电的绿色电池——锂离子电池。 特点:电压高、质量轻、寿命长等。 用途:作电脑、手表、心脏起搏器的电源等。

3.燃料电池(以氢氧燃料电池为例) (1)用酸性电解质时: 负极:; 正极:; 总反应:。 (2)用NaOH等碱性电解质时: 负极:; 正极:; 总反应:。 三、废旧电池的回收利用 废旧电池中含有、、、等大量毒性很强的重金属,随处丢弃会对、等环境造成严重的污染,并通过人类的食物链对人体健康造成威胁和危害。另一方面,废旧电池中的是宝贵的自然资源,如果能回收再利用这些废旧电池,不仅可以减少对我们生存环境的破坏,而且也是对资源的节约。 随堂检测 1.铜片与锌片用导线连接后插入硫酸中,锌片() A.发生氧化反应 B.发生还原反应 C.为正极 D.为负极 2.某金属能与稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,该金属为() A.Mg B.Fe C.Al D.Cu 3.将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸,另一组插入氢氧化钠溶液中,分别形成原电池。则在这两个原电池中,正极分别为() A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片 4.如图所示的装置,M为活动性顺序位于氢之前的金属,N为石墨棒,关于此装置的下列叙述中不正确的是() A.N上有气体放出 B.M为负极,N为正极 C.稀硫酸中S-移向M极 D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N 5.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池,若a、b相连时,a 为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序为() A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a 6.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正

高中化学——化学电源教学设计

第二节化学电源 一、教材分析 通过以前章节的学习，学生已经掌握了能量守恒定律、化学反应的限度、化学反应进行的方向和化学反应的自发性、以及原电池的原理等理论知识，为本节的学习做好了充分的理论知识准备。化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性，和广阔的应用范围的技术产品。本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展，将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来，帮助学生进一步的深入认识化学电池。 现代科技的飞速发展也带动了电池工业的进步，各种新型的电池层出不穷。教材选取具有代表性的三大类电池，如生活中最常用的一次电池（碱性锌锰电池）、二次电池（铅蓄电池）、和在未来有着美好应用前景燃料电池。简介了电池的基本构造，工作原理，性能和适用范围。同时向学生渗透绿色环保的意识。 二、教学目标 1．知识目标： (1)知道日常生活中常用的化学电源和新型化学电池； (2)认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池； (3) 会书写常用化学电池的电极反应式及总反应式。 2．能力目标： 培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力。 3．情感、态度和价值观目标： 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，增强学生的环保意识。 三、教学重点难点 重点：化学电源的结构及电极反应的书写 难点：化学电源的结构及电极反应的书写 四、学情分析 在化学2中学生已学习了氧化还原反应的初步知识，前一节又已经学过原电池的基本内容，知道原电池的定义，形成条件，简单得电极反应等，所以在此基础上，进一步学习化学电源的知识。学生能通过对实验现象的观察、有关数据的分析和得出相关结论，具有一定的观察能力、实验能力和思维能力。 五、教学方法 1．实验探究与启发讨论法。 2．学案导学：见后面的学案。 3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：初步把握实验的原理和方法步骤。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程

发展中的化学电源教案1

发展中的化学电源 一、指导思想和理论依据 开放式教学，渊源于科恩（R .C .Cohn）1969年创建的以题目为中心的“课堂讨论模型”和“开放课堂模型”--人本主义的教学理论模型；同时，还渊源于斯皮罗（Spiro）1992年创建的“随机通达教学”和“情景性教学”--建构主义的教学模式。这些教学理论模型强调：学习是学习者主动建构的内部心理表征过程，教师的角色是思想的“催化剂”与“助产士”。教师不应把主要精力局限于所教的内容上，而应注意学习者的心态（即情感与动机）变化。教育的目标是教师与学生共享生命历程，共创人生体验；养育积极愉快，适应时代变化，心理健康的人。本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，使学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。 二、教学背景分析 依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求，对本节教材的学习，包括三部分内容：1、举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，2、知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置，3、通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。 通过《化学能与电能》的第一课时学习：了解了原电池的概念、原理；并知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。所以本课时的主要内容是：1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；2、通过认识生活中的原电池[即传统干电池(锌锰电池) 、蓄电池和燃料电池]，进一步理解原电池的概念和原理；3、通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，增强学生的创新精神；并且通过本节学习，能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；4、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。 三、学生学情分析 初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，《化学能与电能》的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。所以本课时设计：同学们通过换位思考，担任不同的角色，导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分

高中化学电化学基础化学电源学案新人教版选修

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第二节 化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。 一、化学电池 化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池 碱性锌锰电池锌银电池 电池结构 负极：Zn 正极：MnO2 电解质溶液：KOH溶液 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质溶液：KOH溶液 电极反应 正极 2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH － Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 总反应式 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋ Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 铅蓄电池氢氧燃料电池 电池结构 负极：Pb 正极：PbO2 电解质溶液：H2SO4溶液 负极：H2 正极：O2 电解质：酸性电解质 电极反应 正极 PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋(aq)＋ 2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极 Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－ ===PbSO4(s) 2H2－4e－===4H＋ 总反应式 Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 2H2＋O2===2H2O 知识点一化学电池 1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2 下列说法中，错误的是( ) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为 MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过 mol电子，锌的质量理论上减少 g 答案 C 解析本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；由电子守恒知D项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写

高三化学原电池化学电源一轮复习教案

第二节原电池化学电源 情感态度与价值观： 1.立足于学生适应现代化生活和未来发展的需要，着眼提高学生的科学素养。 2.进一步领悟和掌握化学的基本原理与方法，形成科学的世界观。

电极：负极为Zn，正极为Cu。电极反应：

3e－===Fe3＋

放电时的反应： SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)。

(2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”) 反应；已知负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，则正极反应为________________________________________________________________ ________。 (3)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式－负极反应式＝正极反应式可知，正极反应式为FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，正极生成了OH－，碱性增强。 答案：(1)Zn (2)还原FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ (3)正 第二课时 考点一原电池电极反应式的书写 一、【学前提问】 1．从氧化还原反应的角度分析，原电池负极上的材料常作________剂，正极上的材料常作________剂，二者________数目相等。 答案：还原氧化得失电子 2．若电解质溶液呈酸性，电极反应中能否生成OH－？若电解质溶液呈碱性，电极反应中能否生成H＋、CO2? 答案：不能不能 Li2Mn2O4，你能写出3．锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4放电 充电 该电池的正极反应吗？ 答案：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4 4．你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗？ 答案：负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－