高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能--电池（第2课时）教学设计2 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学教案VIP专享VIP免费

第1章3节化学能转化为电能--电池第2课时【教学目标】1.知识与技能目标①通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理,根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法,以及电池反应的概念。②通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。③通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。2.过程与方法目标①通过原电池装置的设计实验,培养学生动手、动脑的能力,以及分析、处理实验数据的能力。②通过交流讨论,训练学生的思维能力,培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。3.情感态度与价值观目标通过学习,使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献,从而赞赏化学的作用。【教学过程】一、［多媒体展示］展示生活中常见的电池或实物普通的锌锰电池，碱性锌锰电池，手机，银锌电池，锂电池，铅蓄电池，氢镍电池，燃料电池图片等。［讲解］根据化学电池的用途，可以分为一次电池，可充电电池和燃料电池。［板书］一、一次电池观察锌锰干电池，根据日常生活常识，请同学叙述干电池的正极材料、负极材料、两极之间的填充物。（填充物分为酸性和碱性两种）①酸性锌锰电池为充入NH4Cl和ZnCl2浓溶液，用淀粉糊固定化。电极反应：负极反应Zn→Zn2+＋2e－正极反应2NH4＋＋2e－→2NH3＋H2②碱性锌锰电池为KOH代替NH4Cl作电解质负极反应Zn＋2OH－→ZnO＋H2O＋2e－正极反应MnO2＋2H2O＋2e－→Mn(OH)2＋2OH－电池反应Zn＋MnO2＋H2O＝ZnO＋Mn(OH)2讨论：酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的优缺点。［板书］二、可充电电池（二次电池）常见的为铅蓄电池。［展示］铅蓄电池的组成结构。请同学们介绍主要结构以及发生的电极反应。负极反应Pb＋SO42－PbSO4＋2e－正极反应PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－PbSO4＋2H2O放电时为电池反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O充电时为电解反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋2H2SO4常见的二次电池有镉镍电池，氢镍电池，锂离子电池。［板书］三、燃料电池燃料电池是一种连续的把燃料和氧化剂的化学能直接换成电能的化学电池。［展示］氢氧燃料电池示意图［讨论］燃料电池与前几种电池的差别。①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应物不断排出；③能量转化率高。［讲解］氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。反应原理：在酸性条件负极H2－2e－＝2H＋正极1/2O2＋2H＋＋2e－＝H2O总反应H2＋1/2O2＝H2O在碱性条件负极H2＋2OH－＝2H2O＋2e－正极O2＋2H2O＋4e－＝4OH－注意：电极反应式，除了应该考虑反应前后有电子转移的元素原子得失电子的情况外，还必需考虑这些元素形成的物质在溶液中的主要存在形式。［学生总结］化学电源的应用领域；化学电源的优点；化学电源工作时发生反应的类型。课堂练习：心脏起搏器中使用的是Li－I2可充电电池，使用寿命约10年。下列说法中正确的是A.因为LiI在水中的溶解度比在有机溶剂中大，所以选用水溶液做电解质B.电池反应方程式为C.电池的负极为I2D.充电时，阳极反应为2LiI－2e-==Li＋2I-二、【板书设计】化学电源1、核心原理：把氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别设计成电极反应。2、设计思路：电极材料—电解质溶液—闭合回路电极材料：若电极参与反应且为固体导体，则可直接作阴极，选择活泼性比阴极导体弱的为阳极；（若反应物本身不能作电极的，则要选择惰性电极。）电解质溶液：其功能有二，一起导电作用，二本身参与反应。3、燃料电池：把可燃物的燃烧能转化为电能。如：氢气燃料电池。以碳棒为电极材料，氢氧化钾溶液为电解质溶液。碳极（正极）：O2+2H2O+4e-=4OH-碳极（负极）2H2+4OH-–4e-=4H2O4、化学电源的分类：一次电池：一次性，不可充电和重复使用。二次电池：可充电，重复使用。三、检测题1.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化B．溶液的pH不断减小C．SO只向PbO2处移动D．电解质溶液的pH不断增大2.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应...