化学选修四4.2化学电源 (1)

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(aq) －2e
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= PbSO4 (s)
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（氧化反应）
正极：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42
－
(aq) + 2e = PbSO4 (s)+ 2H2O(l) （还原反应）
－
放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) 阴极：(接电源负极) PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42
化 学 电 源
1、一次电池
—锌锰干电池
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2、二次电池
—铅蓄电池
3、燃料电池
—氢氧燃料电池
掌握每一类典型 电池的正负极、 电极反应；了解 每一类电池的优 缺点；对其它电
池有初步的认识
教学回顾：
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4．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 ；
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德以立身 学而创新
教学过程 教学步骤、内容 教学 目的
化学选修四 4.2 教案 3 / 6
德以立身 学而创新
【引入】 （学与问）P74 同学们阅读课文 P74 页有关内容并回答下列问题： 【问题】1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？ 【学生回答】能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可 在各种环境下工作 【问题】2、判断电池的优劣标准主要是什么？ 【学生回答】单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小； 输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短 【问题】3、目前化学电池主要分哪几大类？ 【学生回答】化学电池 ：一次电池 、二次电池 、燃料电池。 【板书】第二节 化学电源 【讲述】一次电池的种类有：普通干电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电 池…… 现对碱性锌锰电池作一些简单介绍 【板书】一、一次电池 （一） 、碱性锌锰电池 1、正负极材料 正极：MnO2 负极：Zn 电解质：KOH 2、工作机制 负极：Zn + 2OH－－2e－ = Zn(OH)2 （氧化反应） － － 正极：2MnO2 + 2H2O+2e =2MnOOH + 2OH （还原反应） 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O =2MnOOH＋Zn(OH)2 3、优缺点简析 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。 （二） 、其它一次电池： 1、锌银电池（纽扣电池） 负极：Zn +2OH－－2e－ =ZnO+H2O 正极：Ag2O + H2O+ 2e－ = 2Ag + 2OH－ 总反应：Zn+Ag2O =ZnO+2Ag 二、二次电池： （一） 、铅蓄电池 1、正负极材料 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4 溶液 2、工作机制 【讲解】铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过 程 ①放电过程 负极：Pb(s) + SO42－ (aq) －2e－ = PbSO4 (s) （氧化反 应） 正极：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42－ (aq) + 2e－ = PbSO4 (s)+ 2H2O(l) （还原反 应） 放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
德以立身 学而创新
教
课题：第四章：电化学基础 第二节：化学电源 知识 教 学 目 的 与 技能 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 难 点
案
授课班级 课 时
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。 培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力。
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正极：Ag2O + H2O+ 2e
= 2Ag + 2OH
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总反应：Zn+Ag2O =ZnO+2Ag 二、二次电池： （一） 、铅蓄电池 1、正负极材料
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德以立身 学而创新 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4 溶液 2、工作机制 ①放电过程 负极：Pb(s) + SO42
化学选修四 4.2 教案 5 / 6
德以立身 学而创新
液中它与水结合成 OH ； 【练习巩固】 ： 1、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧 燃料电池有酸式和碱式两种，它们放 电时的总反应都可以表示为 2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是 酸，其负极反应可表示为 2H2－4e－ = 4H＋，则其正极反应式为 O2+4e － +4H+=2H2O 碱式电池的电解 质是碱，其正极反应式为 O2+2H2O＋ 4e－＝4OH－，则其负极反应可表示为 2H2－4e－＋4OH－ ＝4H2O H2O 2、氢气是燃料电池最简单的燃料， 虽然使用方便，却受到价格和来源的 限制。常用的燃料往往是某些碳氢化 CH4 O2 合物，如：甲烷、汽油等。请写出将 图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷 KOH溶液 燃料电池中 a 极的电极反应式：CH4 ＋10OH－－8e－＝CO32－＋ 7H2O 此时电池内总的反应式： CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 【小结】 ：
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(aq)
（还原反应）
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阳极： （接电源正极）2PbSO4 (s)+2H2O(l)－2e = PbO2(s) + H+(aq) + SO42 (aq) （氧化反应） 充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 3、优缺点 （二）其它二次电池 三、燃料电池 （一）酸性氢氧燃料电池 1、正负极材料 正极室：通氧气（氧化剂） 负极室：通氢气（燃料） 电解质：H2SO4 溶液 使用铂电极 2、工作机制 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 负极：2H2 －4e
充电
3、优缺点简析 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 （二）其它二次电池 镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池…… 【练习巩固】 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。锌—锰 碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为： Zns＋2MnO2s＋ H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s下列说法错误的是（ ） A 电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为： 2MnO2s＋H2Ol＋2e ＝ Mn2O3s＋2OHaq 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 02 mol 电子，锌的质量理论上减小 65 g 答案：C 【板书】三、燃料电池 【讲述】 燃料电池包括： 氢氧燃料电池， 烃、 肼、 甲醇、 氨、 煤气燃料电池…… （一）酸性氢氧燃料电池 1、正负极材料 正极室：通氧气（氧化剂） 负极室：通氢气（燃料） 电解质：H2SO4 溶液 使用铂电极 2、工作机制 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 负极：2H2 －4e－ = 2H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O 3、优缺点 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境友好 （二） 、其它燃料电池 四、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） ； 4．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
【 投 影】 【 板 书】 【 教 师】 【 学 生】
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德以立身 而创新
【讲解】铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 ②充电过程 阴极：(接电源负极) PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42－ (aq) （还原反应） 阳极： （接电源正极） 2PbSO4 (s)+2H2O(l)－2e－= PbO2(s) + H+(aq) + SO42－(aq) （氧化反应） 充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 放电 2PbSO4(s)+2H2O(l)
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。 化学电源的结构及电极反应的书写 化学电源的结构及电极反应的书写
第二节 化学电源 一、一次电池 （一） 、碱性锌锰电池 1、正负极材料 正极：MnO2
知 识 结 构 与 板 书 设 计
负极：Zn 电解质：KOH 2、工作机制 负极：Zn + 2OH －2e
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放电
充电
2PbSO4(s)+2H2O(l)
= 2H+
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正极：O2 + 4H+ + 4e 3、优缺点