第二节化学能与电能第2课时
必修2 第2章 第2节 第2课时 化学能与电能
OH‾
化学学习的神器
H L D
自主学习
对照课本，对几种典型的电池进行了解 完成学案
化学学习的神器
H L D
原电池电极反应的书写
e‾
负极：Al 正极：C 负极：Al 正极：C
氧化 Al
电解液：KOH 电解液：KOH
C 还原
I I
消耗阴离子
OH‾
生成阴离子
Al 4OH -3e AlO2 2 + 2H2 2O 2Al + 8OH‾ -6e‾ = 2AlO‾ ‾ + 4HO 6H2O +6e‾ = 3H2 + 6OH‾ 2H +2e H2 + 2OH‾
化学学习的神器
H L D
锂电池
Li + MnO2 = LiMnO2
化学学习的神器
H L D
燃料电池
常用燃料 氢气 甲醇 甲烷
化学学习的神器
H L D
电池的另一面
一节5号电池造成的污染能使1 一节5号电池造成的污染能使1平方米的土壤绝收 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 铅：神经系统（神经衰弱、手足麻木）、消化系统（消化不 良、腹部绞痛）、血液中毒和其他的病变。 汞：精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快，肌肉颤 动，口腔和消化系统病变。 镉、锰：主要危害神经系统。
1800年 1800年 1859年 1859年 1887年 1887年 1890年 1890年 1914年 1914年 1954年 1954年 1970’s 21世纪 21世纪
第二节化学能与电能(第二课时)
几款新型电池简介
用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池， 用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池，装 在改造过的“大公共” 一口气就能跑上220公里， 220公里 在改造过的“大公共”上，一口气就能跑上220公里，而其每公里 只需耗电0.68 0.68度 只需耗电0.68度……
钮扣电池： 钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳 和负极盖组成的小圆盒， 和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极 一端填充由Ag 一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正 极活性材料， 极活性材料，负极盖一端填充锌汞合 金作负极活性材料， 金作负极活性材料，电解质溶液为浓 KOH溶液 已知电池内Zn 溶液， Zn的氧化产物为 KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为 ZnO， ZnO，
ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 “Core”，补充一次氢燃料可持续行驶4个 Core ，补充一次氢燃料可持续行驶4 小时。最大时速为80km/h Core通过鞋盒 80km/h。 小时。最大时速为80km/h。Core通过鞋盒 大小的小型制氢器来补充氢燃料。 大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托 车上拆下后，还可在ATV 全地形车） ATV（ 车上拆下后，还可在ATV（全地形车）及 摩托艇等行驶工具上使用。 摩托艇等行驶工具上使用。
几款新型电池简介
一款NISSAN X-TRAIL燃料 一款NISSAN X-TRAIL燃料 电池车许多媒体和观众驻足。 电池车许多媒体和观众驻足。 该车配备了高能量紧凑型 该车配备了高能量紧凑型 锂电池组。 锂电池组。通过其独有的高功 率电机，可产生高达85千瓦的 率电机，可产生高达85千瓦的 85 功率， 功率，最高时速可达每小时 145公里 驾驶里程则超过350 公里， 145公里，驾驶里程则超过350 公里。这辆车的展出， 公里。这辆车的展出，不仅给 X-TRAIL(奇骏 奇骏) NISSAN X-TRAIL(奇骏)迷们带 来一个大大惊喜，更让环保人 来一个大大惊喜， 士们欣喜不已， 士们欣喜不已，预示着未来的 汽车能源将朝着清洁、高效、 汽车能源将朝着清洁、高效、 安全的方向发展。 安全的方向发展。
《整合》人教版必修二22化学能与电能学案(第二课时)
第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源基础知识一、干电池干电池是一种电池，放电后不能再充电。
（1）锌锰电池负极：，电极反应：正极：电极反应：2NH+4＋2e－==2NH3＋H2H2＋2MnO2==Mn2O3＋H2O电解质：NH4Cl（2）碱性锌锰电池：将锌锰干电池的电解质换成湿的，并在构造上作了改进。
二、充电电池充电电池又称电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以______进行，使电池恢复到放电前的状态。
（1）铅蓄电池：正极材料为，负极材料为，电解质为。
负极反应：。
正极反应：。
蓄电池充电和放电时的总反应式。
（2）镍镉电池①组成负极材料：；正极材料：；电解质溶液：。
②电极反应式：负极：Cd－2e－＋2OH－==Cd(OH)2正极：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O==2Ni(OH)2＋2OH－（3）锂电池锂作负极，其他导体作正极，锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功能耗电器的主流电源。
负极反应式为Li－e－==Li+。
锂电池质量轻，污染少，被称为绿色电池。
三、燃料电池（1）原理：利用原电池的工作原理将和反应所放出的直接转化为。
（2）与其他电池的区别反应物由外设装备提供和等。
（3）氢氧燃料电池电池总反应式： 。
①电解质溶液为盐酸时：负极： ，pH 。
正极： ，pH 。
总的溶液被稀释，pH 。
②电解质溶液为KOH 溶液时：负极： ，pH 。
正极： ，pH 。
总的溶液被稀释，pH 。
（4）甲烷氧气燃料电池该电池用金属铂片插入KOH 溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。
负极： 正极：电极总反应式： 。
典例导析【例1】市场上经常见到的标记为Li-ion 的电池称为“锂离子电池”。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li +?的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应为： Li ＋2Li 0.35NiO 22Li 0.85NiO 2，下列说法不正确．．．的是 A ．放电时，负极的电极反应式：Li －e －===Li +B ．充电时，Li 0.85NiO 2既发生氧化反应又发生还原反应C ．该电池不能用水溶液作为电解质D ．放电过程中Li +向负极移动【例2 】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源， 其电极分别为Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，总反应式为Ag 2O ＋Zn ＋H 2O==2Ag ＋Zn(OH)2，下列说法中不正确的是 （ ）A. 原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB. 负极发生的反应是Zn ＋2OH －－2e －==Zn(OH)2C. 工作时，负极区溶液酸性增强，正极区碱性增强D. 溶液中OH －向正极移动，K +、H +向负极移动、课堂巩固1. 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是 （ ）A. 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B. 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C. 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D. 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅2. 锌片：Zn ＋2OH －－2e －==ZnO ＋H 2O ，碳棒：1?2O 2＋H 2O ＋2e －==2OH － 。
化学能与电能(第二课时)
28
8．(2011·河北南宫中学高一第二学期期中考试化学试题) 下图为番茄电池，下列说法正确的是( )
29
A．一段时间后，锌片质量会变小 B．铜电极附近会出现蓝色 C．电子由铜通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极
11
2．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液
中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y
为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
为（C ）
（A）X＞Y＞Z
（B）X＞Z＞Y
（C）Y＞X＞Z
（D）Y＞Z＞X
3、为加快制取氢气的速率,最好的方法是( D )
A 、纯锌与稀硫酸反应 B 、纯锌与浓硫酸反应 C 、含杂质的锌与稀硝酸反应 D 、含杂质的锌与稀硫酸反应
12
4、等质量的两份锌粉a、b，分别加入到两支
相同的试管中，然后加入等体积、等物质的量
浓度且均过量的稀硫酸，同时a中加入少量
CuSO4溶液，，则产生H2的体积（V）与时间
（t）V 的关系用图像表示如下，V 正确的D是（
）
Aa b
B
ba
0
t
0
t
V
Ca
b
V b
Da
0
t
0
t
13
第二章第二节
化学能与电能 （第三课时）
14
学习目标
认识几种生活中常见的化学电池， 会写氢氧燃料电池的电极反应式。
15
二、发展中的化学电源 （1）干电池
锌—锰干电池
化学能与电能(第二课时)
总反应：2H2+ O2＝2H2O 负极: H2 失e－ 2H2 - 4e- ＝ 4 H＋ 4H+ + 4OH- ＝4H2O
负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O
正极: 总反应－负极反应 O2 + 2H2O +
4e- ＝4OH-
【问题四】
溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？
Zn 负极
①写总反应方程式：
②拆成离子方程式即为总反应式
4.
2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑
5.
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
6.
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
电极方程式的书写
①总反应方程式：
②拆成离子方程式即为总反应式
正极 Cu
Zn2 - Zn2
+
+
Zn2 Z+ n2Zn2
+
+
Zn2 Zn2
静电作用 H+ SO42-
--------
+
+
2、原电池对化学反应的影响：
形成原电池可以大大加快反应速率。 H+在铜片上易得到电子原因： 一是锌的电势比铜低，二是Zn2+对H+静
电斥力。
3、原电池的正负极判断 负极：还原剂失电子，即电子流出的一极 正极：氧化剂得电子，即电子流入的一极 4、闭合回路中电流的形成
写出其正、负极反应。 负极： Zn － 2e－＋2 OH－ ＝ ZnO＋ H2O
正极： Ag2O ＋2e－ ＋H2O ＝ 2Ag＋2OH－
化学能与电能(第二课时)
第二节化学能与电能（第二课时）学习目标：1理解原电池的原理及其构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。
2.了解原电池的应用。
3．了解常见的化学电源 。
学习重点：原电池正负极的判断 了解原电池的应用【预习案】1.从能量的角度看,原电池是将 能转化为 能的装置. 从化学反应的角度看,原电池的原理是氧化还原反应中 失去的电子经过导线传给 ,使氧化还原反应分别在 上发生.2．干电池是一种 电池.最早使用的是 ,负极是 .为了防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内电解质 换成湿的 .3．充电电池又称为 , 充电放电可循环进行,至一定周期后终止.如:最早也是最广泛使用的铅鎳电池. 是铅,正极是二氧化铅,电解质是硫酸. 封闭式体积小的镍镉电池.负极是 ,正极是NiO(OH), 电解质是氢氧化钾.4．氢氧燃料电池是一种高效.环境友好的发电装置.如氢氧燃料电池在负极上发生氧化反应的是 , 在正极上发生 反应的是 .,产物是 燃料电池与干电池或蓄电池的主要区别在于 不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地提供 等.【探究案】一．【复习】原电池的构成条件？二．【探究】原电池正负极的判断方法？①稀硫酸 ②硫酸铜溶液①现象②现象归纳：原电池正负极的判断方法：三．【知识综合运用】（一）原电池设计例题1.铁及其铁的化合物应用广泛,如FeCL3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：(2)若将中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式：正极反应：负极反应：变式训练1：某原电池总反应离子方程式为：2Fe3 + + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是：A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCL3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeCL3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuCl2溶液变式训练2：利用Cu + 2Ag+ = Cu2 + + 2Ag反应，设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式（二）、原电池原理的应用例题2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
必修二原电池教学设计
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》第二课时原电池教学设计一、基本说明：1、教学内容所属模块：人教版高中化学《必修2》3、所属章节及课时：第二章，第二节，第二课时4、教学时间：45分钟二、教学设计：1、教学目标（1）知识与技能理解一次能源和二次能源，知道火电的缺点。
掌握原电池的构成条件，会判断原电池的正负极，会判断电子的流向和电流的流向。
（2）过程与方法通过实验探究原电池的构成条件，培养学生设计实验和科学探究的水平，讨论、交流等技能科学探究的方法。
（3）情感态度与价值观通过合作学习，培养合作技巧与意识；让学生感到化学与我们生活生产的密切联系；让学生体验科学探究的艰辛与喜悦，感悟科学研究对人类文明的推动作用。
2、教学重难点：原电池的工作原理和原电池的组成。
3、内容分析：本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容。
融合了氧化还原反应、能量的转换、原电池原理的应用、电解质溶液、金属的活泼性以及物理中的电学等知识等，综合性较强。
学好本节内容有助于学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和相关计算等知识联系起来的知识网络；对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提升有很大的作用; 原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，所以学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。
4、学情分析：学生在必修一中学习了氧化还原反应、电解质的基础等知识，在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在知识层次上达到了能够学习电化学的基础，在知识的理解掌握上应该较容易掌握。
5、设计思路：首先以“教师的反常举动”创设情境，引领学生对生活中电能来源的思考。
通过自学、讨论理解火电的缺点，从而提出能否将化学能直接转变成电能问题。
通过水果电池的演示，导入原电池原理及条件的实验探索，进而通过实验探究总结出构成原电池需要的条件突破本节教学上的重难点。
6、教学方法：主要采用实验讨论法并辅助以多媒体教学手段。
第二节、化学能与电能(整理)
间接转化
化学能
燃烧
热能
蒸汽机
机械能
发电机
电能
燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键 经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；环境污染 严重。
怎样才能提高能源的利用率，减小污染呢？
化学能
能否直接转化为
电能？
1.分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。 ？
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由； 若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
① (×) ② (×) ③ (√)
④
(√)
⑤ (√)
★
根据原电池反应书写电极方程式时的注意事项：
1. 先分析发生哪个的自发氧化还原反应，再分析出该氧化 还原反应中的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
2. 根据电荷守恒、电子得失守恒以及氧化剂和还原剂、 氧化产物和还原产物对应关系写出电极反应式
2H2 + O2 = 2H2O
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪 器的电源，它的反应可表示为Ag2O+Zn +H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池 中，负极上发生反应的物质是（ D ） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
方法：活泼→负极→失升氧 不活泼→正极→得降还
课 后 习 题
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，又称为电力。
一、化学能与电能的相互转化 电能（电力）：二次能源
利用煤、石油、天然 气等自然界蕴藏极为 丰富的化石燃料来发 电称为火力发电。
一次能源和二次能源P39
估计在2050年火电仍居首位
1、化学能转化为电能的方式之一－火力发电
化学能与电能第二课时教案
化学能与电能第二课时教案（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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高中化学-2.2《化学能与电能》教案-新人教版必修2
第二节 化学能与电能 （第1课时）三维目标 知识与技能1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
过程与方法1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观1.发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
教学重点原电池的概念与构成的条件。
教学难点用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
教具准备多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
教学过程 [新课导入]一、化学能与电能的相互转化化石燃料燃烧 蒸汽 发电机1.火力发电： 化学能热能 机械能 电能（氧化还原反应）化学电池2.化学电源： 化学能 电能第二节化学能与电能（第2课时）三维目标知识与技能在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，学习实验研究的方法。
过程与方法1. 在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2. 能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观1．有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
2．赞赏原电池对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成可持续发展的思想。
教学重点实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。
教学难点对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思教具准备多媒体课件、投影仪教学过程[新课导入][复习]师：请一位同学总结原电池的重要知识点生：i原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
第二课时 化学能与电能
4、把一小块镁铝合金放入6mol/L的NaOH 溶液中，可以形成微型原电池。则该电池 负极上发生的电极反应为？
负极：Al+4OH--3e-==AlO2-+2H2O
正极：6H2O+6e-=6OH-+3H2
原电池原理
电极反应式：
负极：Zn片： Zn －2e- = Zn2+
A
（氧化反应） 正极：Cu片：2H++2e- = H2 ↑ （还原反应）
Zn
Cu
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电极反应总式：
H+ SO42－ H+
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
电极反应方程式的正确书写：
负极：还原剂－ｎｅ－＝氧化产物 正极：氧化剂＋ｎｅ－＝还原产物
负极:
正极: FeCl3溶液
Fe – 2e- = Fe2+
.
2Fe3+ + 2e- =2Fe2+ .
总反应: Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 。
材料：电极（Zn片、Cu片、石 墨棒、Fe钉等任选）、导线、水果 （西红柿2个）、电流计
请设计一个能使电流计指针发 生偏转的装置。
水果电池
二.设计原电池
（三）原电池原理的应用 ①制作化学电源 ②加快反应速率：
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一 般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电 池反应而使钢铁遭到腐蚀
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
必修二化学能与电能第二课时
化学能与电能（第2课时）知识点一、发展中的化学电源1、干电池（1）普通锌锰干电池电池组成： 做负极；位于中央的顶盖带有铜帽的 做正极；电解质是 。
负极反应是 。
（2）碱性锌锰电池其电极组成与普通锌锰电池相同，所不同的是 电解质换成KOH 。
干电池是一种一次电池2、充电电池充电电池是一种 ；最早使用的是铅蓄电池，负极是 ，正极是 ，电解质是 。
3、燃料电池燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。
如氢氧燃料电池，在负极上发生氧化反应是 2H 2 + 4OH - — 4e -==4H 2 O ，在正极上发生的还原反应 是 O 2 + 2H 2O+ 4e _ ==4OH - ，产物是 。
燃料电池与干电池的主要区别在于 不是储存在电池的内部，而是用外加的设备提供 和氧化剂等，使反应连续进行。
燃料电池的燃料除了氢气、甲烷外，还有甲醇、乙醇等。
思考： 为了加快稀硫酸和锌反应的速率，通常向稀硫酸中加入几滴硫酸铜溶液，为什么？ 随堂练习：1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是( )A ．发生氧化反应的为负极B ．正极为电子流入的一极C ．比较不活泼的金属为负极D ．电流的方向由正极到负极2、下列有关电池的说法不正确的是( )A ．手机上用的锂离子电池属于二次电池B ．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C ．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D ．锌锰干电池中，锌电极是负极3、(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd ＋2NiO(OH)＋2H 2O由此可知，该电池放电时的负极材料是( ) A ．Cd(OH)2 B ．Ni(OH)2 C ．CdD ．NiO(OH) 充电 放电4、在以稀硫酸为电解质溶液的铜——锌原电池中，已知其电极反应分别为锌片：Zn－2e－Zn2+；铜片：2H+ +2e－H2↑。
下列判断正确的是（）A．溶液的酸性逐渐增强B．铜片逐渐溶解C．溶液中H+向锌片作定向移动D．锌片是负极并被氧化5、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > ZB. X > Z > YC. Y > X > ZD. Y > Z > X6、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）A. a电极是负极B. b电极的电极反应为：4OH-－4e-＝2H2O＋Ｏ2↑C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置。
46第二节 化学能与电能(二) 发展中的化学电源 1课时
武威第六中学课堂教学设计编写时间：2018年月日第二学期总第课时编写人：马雪成课型新课授课班级高一13/14/16授课时间课题第二节化学能与电能(二) 发展中的化学电源教学目标1、在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，能认识一些生活中常见的化学电池2、在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工3、有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断4、了解原电池对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成可持续发展的思想教学重点常见原电池的工作原理教学难点原电池的设计教学方法教学过程设计各环节教后反思【复习】一、原电池的定义：将化学能转化为电能的装置二、原电池的形成条件：“两极、一液、一回路”三、原电池电子的流向及正负极的判断【讲解】除此之外，还可根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向来判断：1、在原电池的电解质溶液内，阳离子的移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
2、若原电池工作后，X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，X级活动性较弱。
3、若原电池工作后，X极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明X极为正极，活动性弱。
4、增重或产生气泡的为正极，溶解的为负极。
5、在这里我们要注意的是，不能机械地以金属活动性顺序表中体现的金属活泼性的强弱来判断原电池中的负极，“较活泼的金属”应理解为“在该原电池的特定条件下更容易与电解质反应（易被氧化）的金属”即在教 学 过 程 设 计 各环节教后反思构成的原电池中Al 作负极；Cu-Al-浓硝酸溶液构成的原电池中Al 作正极四、原电池电极反应的书写【讲解】原电池反应所依据的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：1、写出总化学方程式2、根据总化学反应方程式按照电子得失情况，分成氧化反应和还原反应3、氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质参与反应。
2-2化学能与电能(2)PPT课件
.
10
3、镍氢电池
34
镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取 代会产生镉污染的镉镍电池。镍氢电池的总反应式 是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ） A. 电池放电时，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
废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代
末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入
实用阶段。
.
14
燃料电池的规律：
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只 起传导电子的作用。
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反应产物不断排出
③能量转化率高(超过80%)，普通的 只有30%，有利于节约能源。
负极盖一端填充锌汞合金作负极
活性材料，电解质溶液为浓KOH
溶液，已知电池内Zn的氧化产物
为Zn(OH)2
.
5
3、海水电池
1991年我国首创的以铝—空气—海水组成的新型电池， 可用于航标灯中。
[思考]指出该电池的正、负极材料、写出正、负极 反应式和总反应式。
负极： （Al）： 4Al -12e- = 4Al3+
放电过程总反应：
还原反应
Pb+PbO2+4H++SO42- =2PbSO4+2H2O
问：当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的物质的量为_0_.5_m__ol
.
9
2、镍镉充电电池：
它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重
第二节化学能与电能教案
第二节化学能与电能一、教材分析：本节课教学是人教版高中化学必修Ⅱ中第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》内容。
本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系，是化学理论知识在工业生产中的重要应用。
而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究，从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一，也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节。
因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。
二、教学目标1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。
增强环保意识。
三、教学重点、难点初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
四、教学方法实验探究法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。
五、2课时五、教学过程能源的分类1、按取得方式：①一次能源----流水、风力、太阳能、煤、石油、天然气等；②二次能源：电力、蒸汽等。
2、按能源结构：①常规能源----石油、煤、天然气、水力等；②新能源----太阳能、风能、海洋能、生物能等。
物质发生化学反应时，常常伴随有发光、发热等能量的变化，这是化学能转化为光能、热能。
那么，化学能是否可以转化为电能呢如果能，又是怎样转化为电能的呢§2-2化学能与电能（第1课时）一、火电（间接转变）1、我国目前发电总量构成：火电% 水电% 其他%（今后水电和其他发电量会逐步增加）2、火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热使水汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
3、火力发电流程：（学生回答）化学能--------→热能-------→机械能-------→电能4、火力发电缺点：①转换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。
高三化学教案-第二课时化学能与电能 最新
1. 有a、b、c、d四种金属，将a与b用导 线连接浸入电解质溶液中，a发生腐蚀； 将a、d分别投入等物质的量浓度的盐酸 中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶 液中，无明显变化，如果把铜浸入c的盐 溶液中，有金属析出。据此判断它们的 金属活动性由强到弱的顺序是( ) A. d、c、b、a B. d、a、b、c C. d、b、a、c D. b、a、d、c
BD
10. 宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池， 其电池反应为 2H2 + O2 = 2H2O，电解质 溶液为KOH溶液，反应保持在高温下， 使H2O蒸发，下列叙述正确的是( ) A. 正极通入H2，负极通入O2 B. 电极反应(正极)：O2+2H2O+4e-=4OHC. 电极反应(负极)：2H2+4OH-+4e-=4H2O D. 工作一段时间后， 极作定向移动。
(4)构成原电池的基本条件： 负极为较活泼的金属 ①两个电极： 正极为较不活泼的导体 ②电解质溶液 ③能自发地发生氧化还原反应 ④形成闭合回路
（5）电极反应 右图为一原电池装置，由图 可知，Zn为负极，Cu为正极。 Cu Zn 负极发生的电极反应为： Zn - 2e- = Zn2+ 正极发生的电极反应为： Cu2++2e- = Cu CuSO4 原电池的总反应为： Zn + CuSO4= ZnSO4+ Cu （6）常见的化学电池分三大类，分别为： 干电池，充电电池，燃料电池。
6. 将铁片和银片用导线连接置于同一 稀盐酸溶液中，并经过一段时间后， 下列叙述正确的是( ) A. 负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B. 负极附近Cl-的浓度逐渐减小 C. 正极附近Cl-的浓度逐渐增大 D. 溶液中Cl-的浓度基本不变
化学能与电能第二课时教学设计
第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第二课时课题化学能与电能（第二课时）教学目标（1）复习原电池原理（2）掌握简单的电极反应的书写（3）了解常见化学电池的组成与应用。
（4）了解新型燃料电池的组成和工作原理。
重点原电池的原理难点原电池原理在生产、生活中的实际运用教学方法练习、阅读、讲解、讨论相结合仪器、用品教师活动学生活动设计意图让学生展示自己制作的“水果电池”并演示，“水果电池”能使二极管发光。
复习提问：下列装置哪些可以形成原电池若能形成原电池写出电极反应式,并指出电子流动方向。
小结：1．原电池：将化学能转变为电能的装置。
2、组成原电池的条件：①有两种活泼性不同的金属或金属跟导电非金属作电极且用导体相连；②有电解质溶液或熔融的电解质；③电极与电解质溶液组成闭合回路；④具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。
注意：很活泼的金属不能作原电池的负极，如K、Na、Ca等练习一练习二3．两极的名称及判断方法：负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。
判断方法：①根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；②根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；③根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；④根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；⑤根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。
练习三练习四用镁、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中，判断原电池的正极、负极。
练习五用铜、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、浓硝酸溶液中，判断原电池的正极、负极，并写出相关电极反应。
归纳：电极的活泼性除了与金属活动性有关外，还与电解质溶液的环境有关，由此可见，“谁活泼谁负极”作为原电池中电极判断的方法并不是万能的，应该根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应。
化学能与电能第2课时
怎样才能构成一个原电池呢？ （练习册P51表格）
Zn Zn Cu Cu Zn C
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸 （C）
（A）
（B）
×
×
√
Zn
Cu
Zn
Cu
（D）
（E） 酒精
硫酸铜溶液
√
×
Zn （F）
Cu
（ G）
稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸
×
×
4、构成条件：抄笔记
(1)活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属导体)做电极
1、Cu-Zn原电ห้องสมุดไป่ตู้：
负极： 锌片（氧化反应）
Zn－2e =Zn2+
正极：铜片（还原反应） 2H++2e
-=H2↑
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
本节书你学到了什么？
2、原电池的构成条件：
(1)活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属导体)做电极
(2)形成闭合回路 (3) 电解质溶液 (4) 自发的氧化还原反应
第二节
化学能与电能 第2课时
1、原电池： 化学 能转化为 电 能的装置。
2、原电池本质：发生氧化还原反应。
3、正、负极： 正极：电子流入的电极，通常是 不活泼金属或石墨电极 负极：电子流出的电极，通常是 活泼金属
Zn
Cu
C1展B1评
写出电极反应式 和总反应式
ee-
Zn2+
Cu2+
Cu2+
硫酸铜溶液
(2)形成闭合回路 (3) 电解质溶液 (4) 自发的氧化还原反应
练习册P52 第2 、5题 练习册P53
练习
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应用3：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
I
Ag
eFe Zn
e-
I
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ . 正极( Ag): 2H++2e - = H2↑ . 总反应式: Fe+2H+ = Fe 2+ +H2↑ .
设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu Fe-C Fe-Ag
FeCl3 Fe(NO3)3 Fe(SO4)3
五、发展中的化学电源
干电池
碱性电池
锂离子电池
燃料电池 蓄电池
1.干电池 （一次电池）
负极： （锌筒） Zn − 2e-＝Zn2+
（石墨棒） 正极：
2NH4++2e- +2MnO2= 2NH3+ Mn2O3+H2O 总反应： Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3 +H2O 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
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。
⑵.镉镍电池 负极材料：Cd；正极材料：NiO(OH);电解质：KOH 溶液。 反应式为：
放电 Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 充电
试写出电极反应式。 负极： Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极： 2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。 ⑶.锂离子电池 锂离子电池是新一代可充电的绿色电池，低功耗电器 的主流电源。
3.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉 线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的 向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到 的现象是（ D ） A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；
4.电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别 为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反
思考：燃料电池中的燃料能不能为其 它可燃性燃料呢？
⑵.甲烷燃料电池
①中性介质： 电极反应：负极： CH4 + 8OH- - 8e- = CO2 + 6H2O 正极： 2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH总反应式： CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O ②碱性介质：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： CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 正极： 2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O
负极( Zn ): Zn－2e - = Zn2+ . 正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu . 总反应式: Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu .
能力提升
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。 1、电解液： 。
2、电极材料：
碱性锌-锰干电池 负极： Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极： MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OHKOH 电解质： 电池总反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 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 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
应式为：Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式为：
Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH-，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn = Zn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是（ A. 锌是负极，氧化银是正极 B. 锌的质量减小6.5 g，外电路中通过0.4 mol电子
A）
应用1.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质 溶液的 pH( C )
A.不变 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小 应用2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，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 活动性顺序由强到弱的为( B ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a
六、废电池对环境的危害
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃 废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病” 就是因汞中毒引起的。
减少污染
节约资源
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
（根据电子流动方向）
电子流出的极 —负极
电子流入的极 —正极
宏观判断：
①根据电极材料
较活泼的电极材料 —负极 较不活泼的电极材料 —正极 发生氧化反应的极 —负极
②根据电极反应
发生还原反应的极 —正极
质量减轻的电极 —负极 质量增加或有气泡的极 —正极
③根据电极现象
三、原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产 生H2的速率加快。 2.比较金属活动性强弱 例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸 中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现 象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金 属活动性a＞b。 3.设计原电池 例如：以Zn+Cu2+=Zn2++Cu为依据，设计一个原电池。 根据电池反应式可知，Zn失去电子，作负极； Cu2+在 正极得电子，因此含有可溶性的铜盐溶液作电解质溶液； 正极为活动性比Zn弱的金属或导电的非金属等。
第二章 化学反应与能量
温故知新
1.原电池__________________ 将化学能转化为电能是的装置。 原电池反应的本质是____________ 氧化还原反应反应。 2.原电池形成的条件： ⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属 负极 ，较不 单质）作电极。相对活泼的金属作_____ 正极 ； 活泼的金属或能导电的非金属作_____ 电解质 溶液； ⑵电极材料均插入______ 闭合 回路； ⑶两极相连形成_____
2.充电电池（二次电池）
⑴.铅蓄电池: 负极（Pb）：氧化反应 Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)
正极（PbO2） ：还原反应 PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s)+2H2O(l)
电池反应式为：
放电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 (aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电
C. 溶液中OH-向正极移动，K+ 、H+向负极移动
D. 随着电极反应的不断进行，电解质溶液中n(OH-)减小
5.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)+ 2MnO2(s) + H2O(l) =Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)，下列说法错误的是( C ) A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极电极反应为: 2MnO2(s)+H2O(l)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路每通过0.2mole-, 理论上减小锌的质量6.5g
第四章电化学基础 AFra bibliotek原电池工作原理
Zn Cu
外电路
H2SO4
失e，沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极
Zn-2e- =Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极
阳离子 电解质
2H++2e- =H2↑
阳离子
溶液
内电路
电池反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
二、原电池的正负极的判断方法
微观判断
2.某原电池总反应的离子方程式为 2Fe3++Fe=3Fe2+，不能实现该反应的原电池是 （ CD ） A.正极为Cu 、负极为Fe，电解质溶液为FeCl3 溶液 B.正极为C 、负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3 溶液 C.正极为Fe 、负极为Zn，电解质溶液为 Fe2(SO4) 3溶液 D.正极为Ag 、负极为Fe，电解质溶液为CuSO4 溶液
3.燃料电池
⑴.氢氧燃料电池：
①碱性电解质： 负极：2H2 + 4OH- - 4e-＝ 4H2O 正极：2H2O + O2 + 4e-＝ 4OH总反应： 2H2 + O2 ＝ 2H2O 思考：若介质为酸性环境呢？