《化学电源》教学设计
化学电源教案范文
化学电源教案范文一化学电源一、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 t“_blank“ 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五、促进观念建构的教学过程教学环节教学活动学生活动设计意图复习原电池相关知识 [引入]1、讨论交流如果没有电池我们的生活会变成什么样?2、引导以Cu-Zn 原电池为例让学生回顾有关原电池的知识。
高中化学化学电源教案设计
高中化学化学电源教案设计化学电源又称电池,是一种能将化学能干脆转变成电能的装置,它通过化学反响,消耗某种化学物质,输出电能。
接下来是我为大家整理的中学化学化学电源教案设计,盼望大家喜爱!中学化学化学电源教案设计一一、教学设想动手实践、自主探究与合作沟通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、自主探究,在实践中获得学问,从而表达建构主义“以学生为中心”的教育思想,我将教材内容与探究性学习结合在一起,依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》选自平凡中学课程标准试验教科书(山东科技版)《化学反响原理》(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,使学生的相识上升。
2.教学目标依据课程标准、教材内容的特点,结合学生的实际状况,确定如下教学目标。
(1)学问与技能①通过查阅资料,了解电池的独创开展史,相识电池的分类、构造、主要用途及对环境的危害,造就获得、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,并能设计一些简洁的原电池装置。
③通过试验探究稳固学生试验操作的根本理论与技能。
(2)过程与方法①通过查阅资料,使学生感悟求知过程,拓展所学的学问,造就学生收集处理信息,分析归纳的实力。
②通过用Flash展示三类化学电源的工作原理、探究过程的体验与沟通,造就学生试验设计的实力、发散式思维实力、创新实力、表达实力、与人沟通沟通、合作的实力,熬炼学生的思维品质,造就创新精神。
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)情感看法与价值观①通过资料的查找,激发学生探究化学科学奥妙的爱好,使学生保持对科学的求知欲。
②通过试验探究,让学生尝试获得胜利的体验,造就他们的创新精神和一丝不苟的科学看法,激发了学生对生活的酷爱和期望③通过关注废旧电池的污染,渗透“绿色化学”意识教育,增加学生的环保意识,激发学生的社会责任感。
2019人教版高中化学选择性必修1 第4章 第1节 第2课时-化学电源(新课标教案教学设计)
又节约资源。
2.一次电池:锌锰干电池普通锌锰干电池碱性锌锰干电池示意图构造负极:锌正极:石墨棒电解质:氯化铵和氯化锌负极反应物:锌粉正极反应物:二氧化锰电解质:氢氧化钾工作原理负极:Zn-2e-+2N H4+Zn(NH3)22++2H+正极:2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)总反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)负极:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2正极:2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-总反应:Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2微思考:碱性锌锰电池与普通锌锰电池相比,有哪些优良性能?提示:比能量和可储存时间均有所提高,适用于大电流和连续放电。
3.二次电池(1)概念:放电后可以再充电使活性物质获得再生,又称可充电电池或蓄电池。
此类电池可以重复使用。
(2)铅酸蓄电池(最常见的二次电池)构造示意图放电反应负极Pb+S O42--2e-PbSO4正极PbO2+S O42-+4H++2e-PbSO4+2H2O充电反应阴极PbSO4+2e-Pb+S O42-阳极PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S O42-总反应Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2ONO.2互动探究·提升能力锌银电池是一种常见的一次电池,其结构如图1所示;铅酸蓄电池、镍镉电池均是常见的二次电池,其中镍镉电池(如图2所示,电解质溶液为KOH溶液)放电时的总反应为2NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。
探究1 二次电池的电极反应问题1:二次电池充电、放电时两极发生的反应相同吗?提示:不相同。
电池放电时,负极发生氧化反应,充电时,作阴极发生还原反应;放电时,正极发生还原反应,充电时,作阳极发生氧化反应。
问题2:铅酸蓄电池放电时,正极区域溶液的pH如何变化?提示:铅酸蓄电池放电时,正极反应式为PbO2+4H++S O42-+2e-PbSO4+2H2O,反应消耗H+,故c(H+)下降,pH升高。
化学电源教案
化学电源教案教案标题:化学电源教案教学目标:1. 理解化学电源的概念和原理2. 掌握化学电源的分类和特点3. 了解化学电源在日常生活和工业生产中的应用4. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神教学内容:1. 化学电源的定义和基本原理2. 化学电源的分类:原电池和干电池3. 化学电源的特点和优缺点4. 化学电源在生活和工业中的应用教学重点和难点:重点:化学电源的概念、分类和应用难点:化学电源的原理和特点教学方法:1. 教师讲授结合示范2. 实验操作演示3. 小组讨论和展示4. 学生自主探究和实验设计教具准备:1. 实验器材:锌片、铜片、酸、电线、灯泡等2. 实验记录表和实验报告模板3. 多媒体课件和视频资料4. 化学电源的示意图和实物教学过程:1. 导入:通过展示化学电源的实物和图片,引发学生对化学电源的兴趣,提出问题引导学生思考。
2. 概念讲解:介绍化学电源的定义和基本原理,引导学生理解化学电源产生电能的过程。
3. 分类和特点:讲解化学电源的分类和特点,引导学生分析不同类型电池的优缺点。
4. 应用探究:通过案例分析和实例展示,让学生了解化学电源在日常生活和工业生产中的应用。
5. 实验操作:设计简单的化学电源实验,让学生动手操作,观察实验现象并记录数据。
6. 总结讨论:引导学生总结实验结果,归纳化学电源的特点和应用,展开讨论交流。
7. 实践应用:布置实验报告和小组展示任务,让学生将所学知识运用到实际生活中。
教学反思:通过本节课的教学,学生对化学电源的概念和原理有了初步的了解,实验操作能力和科学探究精神得到了培养。
在今后的教学中,可以加强案例分析和实践应用,引导学生将所学知识与实际生活和工作联系起来,提高学生的学习兴趣和能力。
必修化学电源教案
必修化学电源教案一、教学目标1.知识与能力目标:(1)了解电源的基本概念和分类;(2)掌握化学电源的工作原理和结构组成;(3)了解电源的使用与环境保护;(4)培养学生科学实验和探究的能力。
2.过程与方法目标:(1)通过教师讲解,学生讨论、合作实验等多种方式激发学生的学习兴趣;(2)通过实验、观察与探究,培养学生的科学实验和探究的能力;(3)通过小组合作,促进学生的交流和合作能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生观察、探索、实验的兴趣和乐趣;(2)培养学生的环境保护意识;(3)培养学生的合作与交流精神。
二、教学过程1.导入(5分钟)通过展示一些电子产品的照片,引起学生对电源的兴趣,并简要讲解电源的概念。
引导学生思考:现代社会中,我们离开了电源,生活和学习不方便吗?2.了解电源(15分钟)(1)通过课堂讲解,帮助学生了解电源的基本概念和分类。
引导学生探究:有哪些常见的电源?按照能量类型可以将电源分为哪几类?(2)布置任务:学生结合生活中的例子,通过小组合作,制作一个电源分类的海报,并向全班展示。
3.化学电源的工作原理和结构组成(30分钟)(1)通过课件和实物展示,介绍化学电源的基本原理和结构组成。
要求学生积极参与讨论,通过思考和提问加深对化学电源的理解。
(2)分小组进行讨论和展示:每个小组选择一种常见化学电源,通过图片、文字等形式,展示电源的工作原理和结构组成。
(3)展示和讨论:每个小组进行展示,并进行讨论和互动。
4.化学电源的使用与环境保护(20分钟)(1)通过课堂讲解,引导学生了解化学电源的使用注意事项和环境保护问题。
要求学生思考:为什么化学电源是一次性使用的?使用过后如何进行处理?(2)观看相关视频:播放电子垃圾处理的视频,让学生了解处理电子垃圾的必要性和方法,并讨论对环境保护的理解和行动。
5.实验探究(45分钟)(1)实验目的:通过实验探究,进一步了解化学电源的工作原理和结构。
(2)实验内容:①实验1:观察不同电压和电流下化学电源燃烧的差异;②实验2:观察不同组成化学电源的电极材料差异对电源输出的影响。
4.2《化学电源》教学设计(含解析)人教版高中化学选修4
(人教版选修4)第四章《电化学基础》教学设计第二节化学电源(共一课时)通过各类化学电源的实验探究和特点分析,体验并享受科学探究的快乐,提升学生的自主探索创新能力,树立节约资源和环境保护意识。
【引入】自第二次世界大战以来,为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要,先后研制成的多种电池。
其包括锌银电池、锂电池、太阳电池等。
其优点包括自重小、体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便等,这些电池就是我们本节课要重点学习的新型化学电源。
【板书】活动一、化学电池【讨论1】(1)依据Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑如何设计原电池?【交流】可选用铁片作负极,铜片(或石墨)作正极,用导线连接后,置于电解质溶液稀硫酸中。
【讨论2】(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,也能构成原电池,其电极反应式实什么?【交流】负极为Cu-2e-===Cu2+;正极为2Fe3++2e-===2Fe2+。
【讨论3】(3)若(2)题中电极材料选铜和铁,则电极反应式及总反应式该如何书写?【交流1】负极为Fe-2e-===Fe2+,正极为2Fe3++2e-===2Fe2+【交流2】其电池总反应的离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+。
【探】以上三种电池能否提供持续稳定的电流?为什么?【交流】以上三种电池均未使用盐桥,原电池里的负极材料直接与电解质溶液接触,不论电池是否工作都会持续反应,当负极材料消耗完,电池就会失效,因此,这些原电池都不能提供持续稳定的电流。
为了能提持续供稳定的电流,人们就根据原电池的原理,设计了多种多样的新型化学电池。
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度增大D.电池工作时OH-向负极迁移【答案】 B【解析】以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液的电池中,Zn为负极,发生反应:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,K2FeO4为正极,发生反应:FeO2-4+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,放电过程中有OH-生成,则电解质溶液的浓度增大,OH-向负极迁移,故A、C、D正确,B错误。
化学电源 说课稿 教案
化学电源一、预习目标1了解常用电池的构造,2一次电池和二次电池的区别二、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.判断一种电池的优劣的标准是什么?4、日常生活中电池有那些应用?如何书写复杂反应的电极反应式?三、通过预习提出疑惑如何书写复杂反应的电极反应式?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、空间电视转播站等的电源。
O,电解质是KOH.电极材料为Zn 和Ag2总反应式:Zn + AgO = ZnO + 2Ag2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。
蓄电池放电和充电的总反应式:PbO2+Pb4↓+2H2O放电的电极反应为:负极:( )________________________________________________正极:( )_________________________________________________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。
三.燃料电池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,。
它与其它电池不同,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。
炭和多孔镍、铂、铁等制成。
鲁科高中化学选修41.3《化学电源》 公开课获奖教案
1.3.2《化学电源》教学设计【教学目标】(一)知识与技能1、了解生活中常见的电池及它们各自的特点和应用。
2、了解常见电池的工作原理,初步学会电池正负极的判断方法,初步学会简易电池的制作。
3、了解电池在处理上存在的问题及电池应用的前景。
(二)过程与方法1、通过学生自己制作水果电池,培养学生动手操作能力及学以致远的思想。
2、通过学生自己解剖一节干电池来帮助学生认识干电池的构造及工作原理,激发学生学习的热情,提高他们的课堂参与度。
3、通过以电动车用的铅蓄电池实物展示,化抽象为具体,提高学生的兴趣和注意力。
(三)情感态度与价值观1、课前让学生查阅资料了解化学电源发展史,讨论电池的功与过。
并结合实际谈谈生活中如何减少电池造成的污染,来培养学生热爱科学的品质和环保意识,理解科学技术对人类发展的重要性。
2、利用课堂内学习探究与课堂外调查相互结合的方式,使学生用辩证的思想分析科学对人类的双重影响,形成较为客观、正确的能源观,培养了学生查阅资料,利用文献的科学探究能力。
【教学重难点】1、电池正负极的判断及简易电池的制作。
2、通过课外查资料与课内学习探究相结合,培养学生科学素养的养成。
【教学方法】查阅文献、交流讨论、分析归纳。
【教学过程】【复习】原电池的构成【复习】根据原电池的反应原理,能否制作简易电池。
提供素材:铜片、锌片、橙子、导线及其它实验仪器。
学生动手制作:水果电池【演示实验】在一瓣橘子上相隔0.5 cm分别插一小段铜片和铝片,把铜片和铝片的另一端通过导线接触耳机的两极,试试能否听到“嘎嘎”声。
能够从耳机中听到“嘎嘎”声,说明了什么?用其他金属、水果、液体再试一试。
【过渡】人们依据原电池的反应原理,发明并制造了许多化学电源,而且这些化学电源不仅在生活中得到了广泛的应用,还在高科技领域及航天技术中也是不可缺少的,请同学们举例身边的电池。
学生举例:教师讲述:干电池是我们生活中最常见的电池,你们知道它的内部结构和工作原理吗?学生活动:解剖自带一节锌锰干电池提出问题:1、干电池的电极材料分别是什么?你是怎样判断出来的?2、干电池中的黑色物质是什么?糊状物质是什么?3、干电池是如何工作的?4、若处理不当,废干电池会给人类的环境带来什么影响?讲述:负极是锌筒,正极是碳棒,黑色物质是MnO2,糊状物质为NH4Cl电极反应式:负极:Zn-2e-+4NH3=[Zn(NH3)4]2+正极:2NH4++2e-+2MnO2=2NH3+2MnO(OH)总反应式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)(注:1、电极反应式和总反应式无需学生记,只要了解即可,能根据总反应式推断出正负极材料是什么,正负极发生反应的是哪一种物质。
必修化学电源教案优秀7篇
必修化学电源教案优秀7篇必修化学电源教案篇1(1)锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么?(2)插入铜丝接触到锌粒后,为什么在铜丝上出气泡?(3)铜丝上的电子由何处而来,出来的是什么气体?学生根据实验,建议讨论步骤:现象(易)——解释(难)——结论(难)一、原电池对比铜锌原电池与直流电源或干电池的实验,得出有关的电极名称,电流流动方向,电子流动方向等。
电极反应:负极(锌片) Zn - 2e = Zn2+(氧化反应)正极(铜片)2H+ + 2e = H2↑(还原反应)原电池反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑定义:把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
原电池中:电子流入的一极是正极(较不活泼金属),电子流出的一极是负极(较活泼金属)。
原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
原电池组成:①两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其它材料);②电解质溶液(中学只局限活泼金属与电解质溶液能自发进行氧化还原反应的情况)。
原电池形成电流的条件:两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其它材料)与电解质溶液接触构成闭合回路。
经常用做惰性电极材料的物质是Pt(铂)或C(石墨),如下图两个装置的电极反应是相同的。
说明:教学软件不能代替教学实验,不过可以在总结时用演示教学软件。
[练习]判断下列装置那些能构成原电池,标出电极名称,写出电极反应。
二、化学电源(教师可以布置课外文献检索,课堂时间有限,不可能涉及过多内容,局限于教材即可)1、干电池家庭常用电池。
常见的是锌-锰干电池。
如图:2、铅蓄电池目前汽车上使用的电池。
铅蓄电池的构造是用含锑5%—8%的.铅锑合金铸成格板。
PbO2作为阳极,Pb作为阴极,二者交替排列而成。
电极之间充有密度为1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、锂电池锂电池是一种高能电池,锂作为负极,技术含量高,有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。
教学设计4:4.2化学电源
充电电池特点:比能量高、电压高、储存时间长、工作 ,温度宽等优点. (2)碱性锌-锰干电池[思考]该电池的正负极材料和电解质. 总反应:Zn +2MnO 2 +2H 2O = 2MnOOH +Zn(OH)2负极: 正极: 2、二次电池:(铅蓄电池 、充电电池)正极材料上涂有棕褐色的PbO 2,负极材料是海绵状的金属铅,两极浸在H 2SO 4溶液中。
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:(电解池: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: 优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境3、燃料电池:燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池 (1)氢氧燃料电池小结:书写电极反应式的注意点:1.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;2.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);3.溶液中不存在O 2-:在酸性溶液中它与H +结合成H 2O 、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH -。
(2)固体燃料电池(3)甲烷燃料电池电极为金属铂,电解质为KOH,在两极分别通入甲烷和氧气。
电极反应:负极:正极:总反应式: CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O【思考】若为酸性电解质呢?【周测】一、选择题1. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的放电过程可以表示为Ag2O+ Zn+H2O = 2Ag+Zn(OH)2.电池放电时,负极发生反应的物质是A. AgB. ZnC. Ag2OD. Zn(OH)22. 用于人造地球卫星的一种高能电池――银锌蓄电池,其电极反应式为:Zn+2OH--2e-==ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。
4.1.2化学电源(教学设计)高二化学(人教版2019选择性必修1)
第四章《化学反应与电能》教学设计第一节原电池的工作原理第二课时化学电源池的性能和安全性也在不断提高。
我们也可以进一步思考化学电源在电动汽车中的应用,它作为电动汽车的动力来源,能够将化学能转化为电能,为车辆提供动力。
随着电动汽车的普及和发展,它对环境的贡献不容忽视。
电动汽车相较于传统燃油汽车,可以减少燃油排放和环境污染,符合环保意识和社会发展趋势。
化学电源在电动汽车中的应用和推广具有重要意义,它可以促进环保意识的普及和可持续发展。
【互动环节】【问题1】老师将学生分为小组讨论思考,结合生活中的电池使用,怎么判断优劣?【学生1】表明自己使用,看待机时长;【学生2】通过自己使用的充电宝,观察电池体积大小,输出的功率等;【学生3】结合自己用的一些小的电器,通过可以反复充电的电池判断电池价值。
【老师】对学生的生活中的常识表示肯定,总结判断电池的优劣指标。
●判断电池优劣的指标(简单了解)1.比能量:单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位是(W·h)·kg-1或(W·h)·L-1。
2.比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位是W·kg-1或W·L-1。
3.电池的可储存时间的长短。
【问题2】同学们刚才列举了很多种电池,那么这些电池都如何分类的?【学生】电池可以分为一次电池,充电电池(二次电池)。
【老师】对化学电源分类,概念进行总结:【投影】●化学电源的分类:化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等①一次电池:也叫做干电池,放电后不可再充电②二次电池:又称可充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生③燃料电池:连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源【交流】使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸碱等有害物质,随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
废弃电池要进行回收利用。
【对应练习1】下列说法错误的是()A.依据原电池的原理设计出了化学电源B.原电池是化学电源的雏形【投屏】1普通锌锰干电池常见的锌锰干电池的构造如图所示。
化学电源的教案
化学电源的教案【篇一:化学电源教案[1]】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五、促进观念建构的教学过程六、板书设计第二节化学电源一、复习原电池 1.构成原电池的条件2.原电池的原理(以cu-zn 原电池为例)负极(zn):zn – 2e = zn 2+ 正极(cu):2h+ +2e = h2↑ 总反应:zn + 2h+ = zn 2+ +h2↑ 二、碱性锌锰电池【篇二:化学电源精品课程教案】化学电源精品课程教案(选修四,by:bnu姜忠)一、三维目标(一)知识与技能 1、使学生了解常见电池的分类、优点及适用范围。
高中化学化学电源教案
高中化学化学电源教案
教学内容: 化学电源的理论和应用
教学目标:
1. 了解化学电池的基本原理和结构
2. 掌握化学电源的分类
3. 掌握化学电源在日常生活中的应用
教学重点:
1. 化学电源的原理和分类
2. 化学电源在日常生活中的应用
教学难点:
1. 对化学电源的原理和结构进行深入理解
2. 掌握化学电源的应用和优缺点
教学准备:
1. 教师准备化学电源的相关知识和案例
2. 学生准备笔记本和书写工具
教学过程:
1. 导入:
教师用一个简单的实验或例子引出化学电源的概念,让学生了解化学电源在生活中的应用。
2. 理论学习:
教师介绍化学电源的基本原理和结构,并讲解不同种类的化学电源的分类和特点。
3. 实例分析:
教师通过实际案例,分析化学电源在手机、电脑等电子设备中的应用,让学生了解化学电
源的实际用途。
4. 讨论互动:
教师引导学生进行讨论,让他们分享自己对化学电源的理解和应用,鼓励学生提出问题和思考。
5. 总结:
教师对化学电源的知识进行总结,并帮助学生梳理掌握的重点和难点。
6. 课堂作业:
布置相关的练习题,巩固学生对化学电源相关知识的理解和应用能力。
教学反馈:
在下节课时,教师可对学生的作业进行检查和反馈,了解学生对化学电源的掌握程度,以便调整教学内容和方法。
化学电源教案
化学电源教案(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除化学电源一、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六、板书设计第二节化学电源一、复习原电池1.构成原电池的条件2.原电池的原理(以Cu-Zn 原电池为例)负极(Zn):Zn – 2e = Zn 2+正极(Cu):2H+ +2e = H2↑总反应:Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2↑二、碱性锌锰电池电极反应:负极:Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e- = Zn(OH)2(S)正极:2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq)总反应:Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S)三、铅蓄电池电极反应:(放电时) 可以自发进行负极:Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s)正极:PbO2(s)+ 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)总反应:Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l)电极反应:(充电时) 不能自发进行 阴极:PbSO 4(s)+ 2e - = Pb(s)+ SO 42-(aq)阳极:PbSO 4(s) + 2H 2O(l) - 2e - = PbO 2(s) + 4H + (aq)+ SO 42-(aq) 总反应:2PbSO 4(s) + 2H 2O(l)= Pb(s)+ PbO 2(s)+ 2H 2SO 4(aq) 四、氢氧燃料电池 1、酸性介质的电极反应: 负极:2H 2 - 4e - = 4H + 正极:O 2 + 4H + + 4e - = 2H 2O 总反应: 2H 2 + O 2 = 2H 2O 2、碱性介质的电极反应:负极:2H 2+4OH -- 4e - = 4H 2O正极:O 2+ 2H 2O + 4e -= 4OH -总反应: 2H 2 + O 2 = 2H 2O 七、学案 教学目标:1.了解电池的一般分类,2.掌握几种典型电池的用途和特点.3.掌握几种典型化学电池的电极反应化学电池的反应原理 学生学习内容: 一、课前准备1、想一想如果没有电池我们的生活会变成什么样?2、你知道的化学电池有那些如何对它们进行分类3、你如何判断电池的优劣?二、几种典型电池1.碱性锌—锰干电池:正极材料:负极材料:电解质:负极:__________________________________正极:__________________________________电池反应:________________________________优点:_______________________________________________不足:_______________________________________________2. 铅蓄电池放电时:正极材料:负极材料:电解质:电极反应为:负极:__________________________________正极:__________________________________充电,其电极反应为:阳极:__________________________________阴极:__________________________________蓄电池放电和充电的总反应式:蓄电池的优点:_______________________________________________不足:_______________________________________________3.燃料电池:1、酸性介质正极材料:负极材料:电解质:电极反应式为:负极 ___________________________正极 ___________________________电池总反应式为:_____________________________2、碱性介质正极材料:负极材料:电解质:电极反应式为:负极 ___________________________正极 ___________________________电池总反应式为:_____________________________燃料电池的优点:________________________________________________________________燃料电池的缺点:________________________________________________________________八、课后总结与反思1.本节课通过复习原电池结合学生已知道的电池,让学生相互交流总结了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与环境污染,增强环保意识。
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第二节 化学电源一、化学电池的种类化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置。
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。
下面介绍化学电池的种类:1.干电池: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ZnCl 2、NH 4Cl 和淀粉糊作电解质,还填有MnO 2作去极化剂(吸收正极放出的H 2,防止产生极化现象,即作去极剂),淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
电极反应为:负极 Zn -2 e -=Zn 2+正极 2NH 4++2 e -=2NH 3+H 2H 2+2MnO 2=Mn 2O 3+H 2O正极产生的NH 3又和ZnCl 2作用:Zn 2++4NH 3=[Zn (NH 3)4]2+干电池的总反应式:Zn +2NH 4Cl +2MnO 2=Zn (NH 3)2Cl 2+Mn 2O 3+H 2O或 2Zn +4NH 4Cl +2MnO 2=[Zn (NH 3)2]Cl 2+ZnCl 2+Mn 2O 3+H 2O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1.5 V —1.6 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。
2.铅蓄电池:铅蓄电池可放电亦可充电,具有双重功能。
它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳,用含锑5%~8%的铅锑合金铸成格板,在正极格板上附着一层PbO 2,负极格板上附着海绵状金属铅,两极均浸在一定浓度的硫酸溶液(密度为1.25—1.28 g / cm 3)中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
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 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:阳极:PbSO 4+2H 2O -2e - =PbO 2+4H ++SO 42- 阴极:PbSO 4+2e -=Pb +SO 42- 当密度增加至1.28 g / cm 3时,应停止充电。
这种电池性能良好,价格低廉,缺点是比较笨重。
蓄电池放电和充电的总反应式:PbO 2+Pb +2H 2SO 44↓+2H 2O 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。
3.银锌蓄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Ag 2O 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。
负极:Zn +2OH --2e - =Zn (OH )2正极:Ag 2O +H 2O +2e - =2Ag +2OH -银锌电池跟铅蓄电池一样,在使用(放电)一段时间后就要充电,充电过程表示如下:阳极:2Ag +2OH --2e - =Ag 2O +H 2O阴极:Zn (OH )2+2e - =Zn +2OH - 总反应式:Zn +Ag 2O +H 2(OH )2+2Ag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。
4.燃料电池: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。
它与其它电池不同,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的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。
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。
燃料电池的特点是能量利用率高,设备轻便,减轻污染,能量转换率可达70%以上。
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。
电极反应式为:负极 H 22H2H +2OH --2 e -=2H 2O正极 O2+2H 2O +4 e -=4OH -电池总反应式为:2H 2+O2=2H 2O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:负极:CH 4+10OH --8e -=CO 32-+7H 2O ; 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。
5.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。
微型电池:常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池是锂电池。
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。
6.海水电池1991年,我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型电池,用作海水标志灯已研制成功。
该电池以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,其能量比干电池高20─50倍。
负极材料是铝,正极材料可以用石墨。
电极反应式为:负极反应:Al-3 e-=Al3+,正极反应:2H2O+O2+4 e-=4OH-。
电池总反应式为:4Al+3O26H2O=4Al(OH)37.溴—锌蓄电池国外新近研制的的基本构造是用碳棒作两极,溴化锌溶液作电解液。
电极反应式为:负极反应:Zn-2e-=Zn2+正极反应:Br2+2e-=2Br-电池总反应式为:Zn+Br2=ZnBr2二、相关考题和练习例1.(2000年全国高考理综题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO32--4e-== 4CO2阴极反应式:_________________,电池总反应式:_______________。
解析:作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。
本题中CO为还原剂,空气中O2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2==2CO2。
用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极)反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O2+2CO2+4e-== 2CO32-。
例2.(1999年全国高考化学题)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是:(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根据此反应式判断下列叙述中正确的是()A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原 D.电池放电时,H2是负极解析:电池的充、放电互为相反的过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。
根据氢镍电池放电时的总反应式可知,电解质溶液只能是强碱性溶液,不能是强酸性溶液,因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。
这样可写出负极反应式:H2+2OH--2e- == 2H2O,H2为负极,附近的pH应下降。
放电时镍元素由+3价变为+2价,被还原,充电时氢元素由+1价变为0价,被还原。
故答案为C、D项。
例3.有人设计出利用CH4和O2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CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是()①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子,电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O③负极上是O2获得电子,电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后,溶液PH不断升高A.①②B.①③C.①④D.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。
CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应,即CH4 →CO2严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,1molCH4参加反应有8mole-发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。