第3节 化学能转化为电能--电池
滕州一中西校---李有恒
第3节 化学电源---第2课时
教学目标：
知识与技能：
常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；
认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；
学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
过程与方法：
培养学生观察能力和思考问题的能力。
情感态度与价值观：[来源:Z,xx,k.Com]
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。
教学重点：化学电源的结构及电极反应的书写
教学难点：化学电源的结构及电极反应的书写
课时安排：1课时
教学方法：阅读、启发、讨论式
教学过程：
[复习引入]1、构成原电池的条件是什么？[来源:学科网ZXXK]
2、原电池的原理是什么呢？
回答：1、（1）有活泼性不同的两种金属（或一种是非金属导体，如石墨）作电极；
（2）要有电解质溶液；
（3）要形成闭合回路。
2、原电池是由化学能转化为电能的装置。
[提问]我们以前所学的原电池有哪些缺点？
[学生回答]反应一段时间后，就不会产生电流了，且携带不方便。
[过渡]原电池结构简单，时间一长，就不能产生电流，因而没有实用价值。下面介绍根据原电池原理制作的实用电池，他们已被广泛用于日常生活、生产和科学技术等方面。
[板书] 第3节 化学电源
[阅读]课本回答下列问题：
[投影问题]①实用电池的特点；
②什么是一次电池，什么是二次电池？
③判断一种电池优劣的标准是什么？
[学生回答]
[讲述]下面我们学习几种化学电池。请同学们先观察几种电池示意图：
[设问]根据示意图你能说明电池的种类吗？
回答：
锌锰电池（干电池）、铅蓄电池、燃烧电池（氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池）等。
[设问]①电池的两极各发生了什么反应？
②电池正、负两极应该如何确定？
回答：
①活泼的金属为负极，发生氧化反应。
不活泼的金属为正极，发生还原反应。
[讲解]电池可以分为一次电池和二次电池，比如：干电池是一次电池。
[板书]一、一次电池
[展示] 展示学生解剖的干电池让学生观察并回答：
[投影问题]干电池的两极材料是什么？
电解质溶液是什么？
两极反应式如何书写？
总反应如何书写？
[学生回答教师板书] 纠正学生的错误，写出正确的反应。
干电池（锌锰干电池）
酸性：两极材料是Zn、MnO2
电解质溶液是：NH4Cl
负极：Zn-2e—=Zn2+
总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+2H2↑
[启发]比较以上电极反应与课本P74的电极反应为什么不相同？有什么有点？
碱性：
[讲述]以上我们介绍的干电池，广泛应用于日常生活中，比如，手电筒、钟表、录音机等都可使用，相对来说较为方便，但不能循环使用，属于一次性电源。下面再来学习一种可以循环使用的电压稳定的化学电源——铅蓄电池。同样，请同学们通过阅读并观察前面的示意图，回答下列问题：
铅蓄电池的组成？
铅蓄电池的工作原理、电极反应？（学生看书后回答，教师补充后板书）[来源:学科网ZXXK]
[板书]二、二次电池
铅蓄电池
负极（Pb）：Pb+ SO42—-2e—=PbSO4
正极（PbO2）：PbO2+SO42—+2e—= PbSO4+2H2O[来源:学。科。网Z。X。X。K]
总反应：
Pb＋PbO2＋2SO42－＋4H＋2PbSO4＋2H2O
[讲述]铅蓄电池长期使用会导致电解质溶液硫酸的消耗，因而要注意在正负极之间定期补充硫酸溶液，以保证铅蓄电池的循环使用。
随着科学的发展，人们已经研制出寿命更长，体积更小的电池，如手机电池、石英表的电池等，其原理都是原电池的原理。同学们有兴趣可自己课下查阅资料，了解其结构及电极反应。
[过渡]除了上述电池外，还有类电池是把燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。这类电池就是新型燃料电池。
[板书]三、燃料电池
[阅读]课本P76—77 ，了解什么是燃料电池？这类电池有什么优点？
[学生回答]能量转化率高，可持续使用，不污染环境。
[展示]氢氧燃料电池示意图，让学生根据示意图判断正负极，并试写出电极反应（学生书写后教师纠错并板书）。
[板书]氢氧燃料电池：
酸性（Ｈ２ＳＯ４）：负极：2H2—4e—=4H+
正极：O2+4H++4e—=2H2O
总反应：2H2+ O2=2H2O
碱性（ＫＯＨ）：负极：2H2＋４ＯＨ——4e—=２Ｈ２Ｏ
正极：O2+2H2O+4e—=4OH—
总反应：2H2+ O2=2H2O
[练习]书写下列原电池的两极反应式。
（1）铜、锌、稀硫酸
（2）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下
板演：
（1）负极：Zn-2e=Zn2+
正极：2H++2e=2H=H2
正极：2O2+8e+4H2O=8OH-
[设问]谁能够将燃烧电池小结一下呢？（从电极的判断、书写方面）
回答：
在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：
负极发生氧化反应，化合价升高，失去电子；
总反应式为：两极反应的加合；
书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。
[评价]回答的很好。
燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：
负极：化合价升高，失去电子，发生氧化反应；
正极：化合价降低，得到电子发生还原反应。
[讲述]电池给我们带来了方便，同时也给我们带来了污染。例如，废旧电池中含有多种重金属离子和酸碱等有害物质，废电池渗出的重金属离子将造成地下水和土壤的污染，希望我们不要乱扔，及时回收。
[课堂小结] 常见化学电源电极反应式和总反应方程式的书写步骤
[作业布置]
[板书设计] 第3节 化学电源
一、一次电池
干电池（锌锰干电池）
酸性：两极材料是Zn、MnO2
电解质溶液是：NH4Cl
负极：Zn-2e—=Zn2+
总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+2H2↑
二、二次电池
铅蓄电池
负极（Pb）：Pb+ SO42—-2e—=PbSO4
正极（PbO2）：PbO2+SO42—+2e—= PbSO4+2H2O
总反应：
Pb＋PbO2＋2SO42－＋4H＋2PbSO4＋2H2O
三、燃料电池
氢氧燃料电池：
酸性（Ｈ２ＳＯ４）：负极：2H2—4e—=4H+
正极：O2+4H++4e—=2H2O
总反应：2H2+ O2=2H2O
碱性（ＫＯＨ）：负极：2H2＋４ＯＨ——4e—=２Ｈ２Ｏ
正极：O2+2H2O+4e—=4OH—
总反应：2H2+ O2=2H2O
教学反思：[来源:学.科.网]
本节内容应联系生活实际，向综合性、应用性和实践性转化。因此本节课的设计应注意：挖掘原电池的原理和组成条件，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学发展、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣。更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。
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