人教版必修二 2.2 化学能与电能教案(第二课时)

【练习】

H 2SO 4 (aq)CuSO 4 (aq)

Zn Cu

负极( ):

.正极( ): .总反应式:.负极( ): .正极( ):

.总反应式:.

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.

Ag Fe Zn Zn －2e -= Zn 2+Cu Cu 2++2e -= Cu Zn+Cu 2+= Zn 2 ++Cu Fe Fe －2e -= Fe 2+Ag 2H ++2e -= H 2↑Fe+2H += Fe 2+ +H 2↑I

e -e -I

【讲解】通过以上的讨论，我们也可以抽象出原电池化学反应的本质是较活

泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不

活泼的金属（正极）

【练习】

题型1 原电池的判断 1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( )C A

Zn Cu Cu

Zn A

酒精

A B

Zn A Cu C D

A Cu Cu H 2SO 4

MnO2和炭黑(Zn—Mn电池)

【板书】负极（锌筒）：Zn —2e—= Zn2+；

正极（石墨）：正极：2NH4++2e－=2NH3+H2

电池的总反应式为：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2

【讲解】淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。ZnCl2的作用是吸收NH3。MnO2作用是吸收正极放出的H2生成MnO(OH) ，从而消除电极正极H2的集结现象，防止产生极化。干电池是一次性电池，放电后不能再使用，内部氧化还原反应不可逆。为提高使用寿命，用KOH代替NH4Cl来提高性能。

干电池的主要用途是录音机、闪光灯、手电筒、电动玩具、袖珍电视机以及电极、空调摇控器等。

【过渡】充电电池又称二次电池。可充电电池是两极都参加反应的电池。这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、银锌电池、（纽扣电池）、锂电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是较活泼的金属，正极一般是金属氧化物。放电时，负极被氧化。正极材料的氧化物被还原，充电时的电极反应与放电时相反。

【板书】2、充电电池

(1) 铅蓄电池(storage battery)

【讲解】铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。【板书】负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

蓄电池充电和放电的总化学方程式为：

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

【讲解】当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。

【思考与交流】铅蓄电池在放电前后电解质溶液和电极分别有哪些变化？这对电池的继续工作会带来哪些影响？

【回答】电解质溶液的浓度有所下降，同时电极上都附着一层难溶物PbSO4 使电池的电压降低，电压不稳定，欲使其恢复，就要对其进行充电

【板书】(2)镍氢电池

负极：H2 +2OH- -2e-= 2H2O

正极：2NiO(OH) +2H2O +2e- = 2Ni(OH)2 +2OH-

放电总反应式：H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2

【讲解】1970-1975开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水

【板书】（3）碱性蓄电池

○1银锌电池：负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag++2OH-

银锌电池充电和放电的总化学方程式为：

Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2

【讲解】正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。【板书】○2镉镍电池：

负极：Cd＋2OH--2e-= Cd(OH)2

正极：2NiO（OH）+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-

镉镍电池充电和放电的总化学方程式为：

2NiO（OH）＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2

【讲解】负极材料：Cd，正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。镍镉电

池寿命较蓄电池长，但镉是致癌物，镍镉污染环境。

【讲解】还有一种广泛用于笔记本电脑、移动电话、摄像机的锂离子电池，

其寿命较长，被称为绿色电池

【板书】(4) 锂电池

负极：Li - e- = Li+

正极：MnO2 + e- = MnO2-

总反应式：Li + MnO2 = LiMnO2

【讲解】优点：质量轻、容量大、放电时间长。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。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的

动力电源。

【过渡】还有一种新型高效氢氧燃料电池，主要用于航天领域，它

的电极一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭

电极等，电解质溶液为40%KOH溶液。

【板书】3．燃料电池(fuel cell)

(1) 氢氧燃料电池

（碱性）电极反应：负极：

2H2+4OH--2e-=4H2O

正极：O2+2H2O+2e-=4OH-

电池的总反应为：2H2+ O2=

2H2O

【讲解】该电池的特点是能量转化

率高，可达70%以上，且其燃烧的

产物为水，因此不污染环境。

【板书】若电解质溶液为稀H2SO4

负极：2H2 -4e-=4H+

正极：O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O

放电总反应式：2H2 + O2 = 2H2O

【讲解】新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两

极上分别通甲烷和氧气。

【板书】(2) 甲烷氧气燃料电池

负极：CH4+10OH--8e-=CO32－+7H2O

正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-

电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

教学回顾：

通过多媒体教学使学生了解原电池在生产和生活中的应用，简单易懂，激发了学生学习化学的兴趣，课堂教学效果很好。