高中化学 第四章 电化学基础 第二节 化学电源教案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学教案
新人教版选修4-化学电源教案

第二節化學電源一、化學電池的種類化學電池:借助於化學能直接轉變為電能的裝置。
化學電池的主要部分是電解質溶液,和浸在溶液中的正極和負極,使用時將兩極用導線接通,就有電流產生,因而獲得電能。
化學電池放電到一定程度,電能減弱,有的經充電復原又可使用,這樣的電池叫蓄電池,如鉛蓄電池、銀鋅電池等;有的不能充電復原,稱為原電池,如乾電池、燃料電池等。
下麵介紹化學電池的種類:1.乾電池:普通鋅錳乾電池的簡稱,在一般手電筒中使用鋅錳乾電池,是用鋅皮製成的鋅筒作負極兼做容器,中央插一根碳棒作正極,碳棒頂端加一銅帽。
在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物,並用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜,隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和澱粉等調成糊狀作電解質溶液;電池頂端用蠟和火漆封口。
在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和澱粉糊作電解質,還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2,防止產生極化現象,即作去極劑),澱粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。
電極反應為:負極 Zn-2 e-=Zn2+正極 2+2 e-=2NH3+H2H2+2MnO2=Mn2O3+H2O正極產生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+乾電池的總反應式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O或 2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O 正極生成的氨被電解質溶液吸收,生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。
乾電池的電壓1.5 V —1.6 V。
在使用中鋅皮腐蝕,電壓逐漸下降,不能重新充電復原,因而不宜長時間連續使用。
這種電池的電量小,在放電過程中容易發生氣漲或漏液。
而今體積小,性能好的鹼性鋅—錳乾電池是電解液由原來的中性變為離子導電性能更好的鹼性,負極也由鋅片改為鋅粉,反應面積成倍增加,使放電電流大加幅度提高。
鹼性乾電池的容量和放電時間比普通乾電池增加幾倍。
高中化学选修四化学电源教案

学习必备欢迎下载4.2 化学电源教案新人教版选修4课题原电池第四章第二节化学电源课型新授课授课人高二化时1月 20日班级高二化学学任教间教学目标重点 1.掌握几种典型电池的用途和特点.2.掌握几种典型化学电池的电极反应难点 1.掌握几种典型电池的用途和特点. 2.掌握几种典型化学电池的电极反应教学方法讲授法、合作探究法教学环节教学内容总体设计个性化设时间计组织教学复习提问导入新课讲授新课师生相互问好原电池的工作原理已复习内容导入新课一、化学电池的种类二典型电池的介绍1.碱性锌—锰干电池:负极: Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极: 2MnO+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电解质: KOH电池反应 :Zn+2MnO+2HO=2MnOOH+Zn(OH)指名背诵创设情境幻灯展示师生共同完成各组讨论,抢答1525学习必备欢迎下载课堂小结巩固练习布置作业板书设计教学反思2.银锌钮扣电池负极: Zn+2OH-2e = Zn OH2正极: Ag2O+ H2O+ 2e =2Ag+ 2OH总反应式: Zn+ Ag2 O+ H2O== Zn OH2+ 2Ag3.铅蓄电池负极: Pb+SO24-- 2e = PbSO4↓正极: PbO2+ 4H++SO24-+ 2e=PbSO4↓+2H2O5.燃料电池负极 H2+ 2OH- 2 e = 2H2O正极O 2+2HO+4 e=4OH电池总反应式为:2H+O2= 2H2O课堂检测完成训练案内容总结知识要点,画出知识树,构建知识体系。
原电池各组讨论展示成果,教师明确原理幻灯片展示组内独立完成独立完成20331。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教学设计

自 主 研发的 海 水铝电 【聆听】
池,性能与工作原理。
【发布任务】发布任务 【小组活动】设计并绘制海水铝电池的装置
4:“方案设计:请同 图
学们选择合适材料试
剂,设计并绘出海水铝
空气电池的简易装置
图,标出正负极,电解
活动三 液。所提供的材料试剂
实践应用 有:镁片,铝片,碳棒,
——自制 铜片,导线,电流表,
1
【教学重难点】 化学电源认知模型的建立与应用。 【教学理念与策略】 为达成以上教学目标,本节课依据建构主义学习理论,采用活动元教学法。强调学生主体性, 以学生学科核心素养发展为根本。创设真实情境,设计多样化的任务与活动,帮助学生通过小 组合作,类比分析,归纳总结,实践研究等学习过程建构化学电源的认知模型,提高模型认知 能力,体会科学家们执着探索的精神,赞赏化学在人类社会发展进程中的重要作用。 【教学流程】
过程,体会 科学家执着 的探索精
电池
神。
【问答互动】带领学生 【回答问题】
归 纳 总结化 学 电源改 1. 电极,电解液,隔膜
进方向及化学电源分
帮助学生进
析模型。
行自我修
正,完善初
步建立的化
2.
学电源认知
模型
3
【PPT 展示】介绍化学 【思考与交流】对比分析,找到不同点 电源的发展,展示伏打
了解化学电 源的发展历
学生运
海水电池 蒸馏水,乙醇,稀氯化
用理论知识
钠溶液。”
进行实践运
【评价】师生共同评价 【交流展示与评价】师生共同评价装置的合 用,初步体
【提出问题】该装置你 答问题】
的过程与方
源在生活中使用?你
法
5
小结
选修4四章二节化学电源教案2

4.锂离子电池
(1)构造: LiC6 | 有机电解液 | LiCoO2
(2)原理:总反应式:
LiCoO2+C6
另一类:(1)构造: Li | 非水有机电解质液 | MnO2(CuO)等
(2)原理:总:Li + MnO2 = LiMnO2
负极:Li - e- = Li+ 正极: MnO2 + e- = MnO2-
再一类(1)构造: Li | 非水有机电解质液 | C+I2
(2)原理:总:2Li + I2 = 2LiI 负极:2Li - 2e- = 2Li+, 正极:I2 + 2e- = 2I-, 优点:比能量高(高能、质轻),电压高,工 作温度宽,可储存时间长。使用寿命延长,工 作效率高。
2PbSO4(s)+2H2O(l)
①放电:(写出电极反应式) 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - = PbSO4
正极: PbO2+4H++SO42 – + 2e-= PbSO4 +2H2O
放电如此,充电又如何?
H2SO4
②充电: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO
放电
充电
2PbSO4(s)+2H2O(l)
4、原电池的优劣或适合某种需要判断标准(书上):
1)比能量:电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少,单位是(W·h)/kg ,(W·h)/L 2)比功率:电池单位质量或单位体积所能输出 功率的大小,单位是W/kg ,W/L 3)储存时间:电池的储存时间的长短 除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多、 功率大、储存时间长的电池,更适合使用者的 需要。
高中化学:第四章《电化学基础》教案(新人教版选修4)

电化学基础【知识回顾】一、构成原电池的条件1.要有活动性不同的两个电极(一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物);2.要有电解质溶液;3.两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。
二、金属的腐蚀1.金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。
2.金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
3.化学腐蚀实质:金属和非电解质或其它物质高考资源网相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
其腐蚀过程没有电流产生。
4.电化学腐蚀实质:不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。
电化学腐蚀过程有电流产生。
5.腐蚀的常见类型(1)析氢腐蚀在酸性条件下,正极发生2H++2e-=H2↑反应。
(2)吸氧腐蚀在极弱酸或中性条件下,正极发生2H2O+O2+4e-=4OH-反应。
若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应,则形成吸氧腐蚀的原电池反应。
如生铁浸入食盐水中,会形成许多微小的原电池。
6.在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢可用下列原则判断:电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
三、原电池、电解(镀)池电极名称的确定1.确定原电池电极名称的方法方法一:根据电极材料的性质确定。
通常是(1)对于金属——金属电极,活泼金属是负极,不活泼金属是正极;(2)对于金属——非金属电极,金属是负极,非金属是正极,如干电池等;(3)对于金属——化合物电极,金属是负极,化合物是正极。
方法二:根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极;得电子的反应→还原反应→正极。
2.确定电解(镀)池电极名称的方法方法一:与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。
方法二:电极上发生氧化反应的是阳极,发生还原反应的是阴极。
四、分析电极反应及其产物原电池:负极:M-ne-=M n+正极:(1)酸性溶液中2H++2e-=H2↑(2)不活泼金属盐溶液M n++ne-=M(3)中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4OH-电解(镀)池:阳极:(1)若阳极是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金属)做成,阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子;(2)若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成,阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教学设计

选修4第四章第二节化学电源教学设计一、教材分析本节内容选自人教版化学选修4第四章第二节。
在选修4第一章学生着重研究了化学能与热能的关系,本章则着重研究化学能与电能的关系,均属于能量转化的范畴。
在上节学习原电池原理的基础上,本节是原电池原理的具体应用,是理论知识在实践中的延伸和拓展。
从本节教材一开始设置的“学与问”可以看出:教材要求学生自觉地将自己已经积累的感性知识与教学内容紧密联系起来。
另外,教材中提供了“锌银电池”、“锂电池”、“微型燃料电池”等阅读资料,目的是帮助学生了解电池工业发展的现状和前景,从而引导学生注重电化学与生产生活和科技发展的紧密联系。
在具体知识方面,教科书先概要性地介绍了电池的分类、优点以及质量优劣的判断标准,接着以碱性锌锰电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池作为三类电池的典型代表,详细地介绍了他们的基本构造、工作原理、性能和应用,目的是让学生深入了解典型电池的构造并理解其工作原理。
二、学情分析从理论知识基础看,学生通过以前章节的学习学生已经掌握了能量守恒定律、氧化还原反应的本质、化学反应进行的方向以及原电池原理等理论知识基础。
从感性认知情况看,学生在日常的生活中经常接触到各种电池,对电池的种类和性能有一定的感性认知基础。
从学习心理看,学生对本节知识会有强烈的好奇心理和探究欲望。
三、教学目标(一)2020年修订的化学课程标准提出以下课程要求:内容要求:认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
了解常见化学电源的工作原理。
学业要求:能列举常见的化学电源,并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
(二)课标要求在本节教学的具体体现:1.通过阅读教材,了解化学电池的分类、优点和优劣判断标准。
2.通过了解各类典型电池的基本构造,判断正负极,书写电极反应式深入理解化学电池工作原理,逐渐养成“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。
3.通过课堂上了解化学电池的发展史、对比各类典型电池的优劣,课后动手制作化学电池、调查化学电池的应用和回收,逐渐养成“科学精神与社会责任”、“科学探究与创新意识”的化学核心素养。
高中化学人教版选修4教案:第4章 第2节 化学电源

第二节化学电源1.了解化学电源的种类及其工作原理,知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3.掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理,会书写电极反应式。
(重难点)一次电池、二次电池教材整理1一次电池1.碱性锌锰电池(1)构造:(2)组成:正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。
(3)工作原理:负极反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极反应:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
2.银锌电池(1)构造:(2)组成:负极:Zn;正极:Ag2O;电解质:KOH。
(3)工作原理:负极反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极反应:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
教材整理2二次电池(以铅蓄电池为例)1.构造2.组成负极:Pb;正极:PbO2;电解质:H2SO4溶液。
3.工作原理(1)放电过程:负极:Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s)(氧化反应);正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l) 总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l) (2)充电过程:阴极:PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO2-4(aq);阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq);总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程:Pb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O[探究·升华][思考探究]H2是一种优质燃料,热值高。
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。
第二节《化学电源》教案(新人教选修4)

第四章 电化学基础第二节 化学电源一、教学目标知识目标:了解化学电源的分类,常用电池的构成工作原理,加深对原电池原理的认识。
增强学生的环境保护意识和可持续发展意识。
能力目标:培养学生运用对比法和理论联系实际的能力及收集整理、分析资料的能力情感目标:培养合作精神,善于观察、勤于思考的科学态度。
增强联系实际学习化学并将化学知识应用与生活的意识。
二、教学重点、难点重点:一次电池、二次电池和燃料电池的反应式的书写、性能及其应用难点:化学电池的反应原理三、教材分析化学电源是原电池原理的应用,是理论与实际相结合的环节,通过对化学电源的学习可以加深学生对原电池原理的认识。
但是化学电源的教学要求比较低,它的教学可以与研究性学习结合。
课前布置四个课题:干电池(解剖碱性锌猛电池)、蓄电池、燃料电池、电池与环境保护,让学生以四人小组为单位分别认领课题,利用课外时间进行探究,然后在课上组织学生进行交流、讨论。
四、课时安排 一课时五、教学过程[复习] 请同学以铜—锌原电池为例,叙述原电池组成和工作原理第二节 化学电源锌—锰干电池、铅蓄电池、镍—铬可充电电池、银—锌钮扣电池的标本或模型化学电池是将化学能变成电能的装置电池分类: 一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池[给出电池反应Zn+2MnO 2+2H 2O 2MnO(OH) +Zn(OH)2学生找出电池的正、负极(电池的正、负极反应方程式看教材,不要求)银锌电池的电极分别是Ag 2O 和Zn ,电解质是KOH ,发生氧化还原反应后生成Ag 和ZnO ,请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。
锂具有密度小,还原性强的特性。
以及锂电池重量轻、电能高、寿命长、用途广的特点。
二、二次电池—铅蓄电池铅锑合金的格板,格板上填充的正极、负极材料,两极之间注入硫酸的质量分数(30%)和密度等内容。
总反应 Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s)+2H 2O(l)找出放电时(原电池)的正负极材料与电极反应方程式及反应类型,计算当转移0.5N A 个放电 充电电子时,蓄电池消耗硫酸的物质的量。
人教版化学选修四第四章第二节化学电源教案

第二节化学电源教学目标1.知识与技能:(1)一次电池与二次电池的区别(2)一次电池、二次电池电极反应的(3)书写理解燃料电池的反应原理2.过程与方法:通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理,认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。
掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。
3.情感态度价值观:通过化学能与电能相互转化关系的学习,使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献,体会能量守恒的意义。
在探究三种电池的基础上,学会利用能源与创造新能源的思路和方法,提高环保意识和节能意识。
教学重点一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用教学难点化学电池的反应原理教学方法实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。
主要教具实验仪器药品、多媒体教学过程学与问]在日常生活中,你用过那些电池?你知道电池的其它应用吗?投影]板书]第二节化学电源问]什么是化学电池?回答]化学电池是将化学能转化为电能的装置。
讲]化学电源的分类:一次电池、二次电池和燃料电池等。
一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了,如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池;二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后再充电可以使活性物质再生,这类电池可多次重复使用。
板书]一、化学电源1、化学电源的分类:一次电池、二次电池和燃料电池等。
交流]电池与其他能源相比,其优点有那些?讲]能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组,使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
板书]2、化学电源的优点:(1)能量转换效率高,供能稳定可靠。
(2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便。
(3)易维护,可在各种环境下工作。
投影]图4-2电池及其用途问]面对许多原电池,我们怎样判断其优劣或适合某种需要?讲]看单位质量或单位体积所输出电能的多少,或输出功率大小以及电池储存时间长短。
除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多,功率大储存时间长的电池,更适合电池使用者。
最新人教版选修4第二节《化学电源》教案

最新人教版选修4第二节《化学电源》教案化学电源》教学设计课题:选修4第四单元《电化学》第二课题:化学电源教学目标:知识与能力:1.复习原电池的化学原理,掌握形成原电池的基本条件。
2.常识性介绍日常生活中常用的化学电源。
并能从电极反应的角度认识常见电源的化学原理。
过程与方法:1.通过拆分干电池和学会自制简易电池培养学生观察能力与分析思维能力,并通过了解电池的化学组成而增强环保意识。
2.通过化学化学电源的使用史实引导学生以问题为中心的学习方法。
学会发现问题、解决问题的方法。
加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
情感态度价值观:1.通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是勇于创新的科学态度。
2.激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
3.体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
教学重点:常见化学电源的化学原理。
教学难点:常见化学电源的电极反应。
教学手段:实验探究法教学用具:多媒体;燃料电池制取实验仪器、实验药品;自制的简易电池;打开的锌锰干电池教学过程:教学程序一:复习原电池原理及条件组成原电池的条件:①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极②电极均插入电解质溶液中③两极相连形成闭合回路立即用多媒体展示相应的原电池图片,使学生的认识直观、清晰。
再很自然地引出利用原电池的原理我们已经制作使用的化学电池。
教学程序二:【新授知识】一、化学电源:1、人们依据原电池的反应原理,发明并制造了多种多样的化学电源。
展示常见化学电源的图片,使学生形成感性认识。
电池可分为化学电池,太阳能电池,原子能电池。
2、化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不可比拟的。
3、电池的优劣怎么判断?4、化学电源常见分类有一次电池、二次电池和燃料电池之分。
二、常见化学电源的组成与反应原理:1、一次电池:锌锰干电池银锌纽扣电池老师展示打开的锌锰干电池,和学生一起认识其内部构造和化学组成。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教学设计

第二节化学电源一、教学目标:(一)化学科学素养:1、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2、通过对常见化学电池的分析,建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。
(二)核心素养:科学精神与社会责任(三)情感态度价值观:1、增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。
2、积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染,树立健全的环保意识。
二、复习回顾:1、将化学能转变为电能的装置叫原电池2、原电池负极发生氧化反应原电池正极发生还原反应Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu原电池是化学电源的雏形。
依据原电池原理可设计和生产出种类繁多的化学电池。
快速阅读教材并讨论P74-78A、你知道哪些电池,它们有哪些应用?B、生活中实用电池与其他能源相比较有哪些优点?C、你如何评判一块电池的优劣?D、你能根据电池特点将其分类吗?1. 常见电池(1)化学电池_____________________________________________________(2)太阳能电池___________________________________________________(3)原子能电池___________________________________________________2. 化学电池与其他能源相比较有何优点?①____________________________________________________________________________②____________________________________________________________________________③____________________________________________________________________________3. 判断化学电池优劣标准主要是什么?①比能量:_____________________________________________________________________②比功率:____________________________________________________________________③电池的储存时间的长短4.目前化学电池主要分类(一). 一次电池碱性锌锰电池(1)正负极材料负极:正极:电解质:(2)工作机制负极:正极:总反应:(二). 二次电池铅蓄电池(1)正负极材料:(2)工作机制:(三). 燃料电池(1)概念(2)工作原理:(3)优势:三、课堂练习:1、碱性锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH。
新人教版高中化学选修四第四章电化学基础第二节化学电源学案

第二节化学电源学习目标核心素养1.了解化学电源的分类。
2.熟悉几种常见化学电源的组成及工作原理,会熟练书写电极反应式。
3.了解化学电源的广泛应用、废旧电池对环境的危害及处理方法。
1.证据推理与模型认知:建立对原电池过程的系统分析思路的认识模型,提高对原电池本质的认识。
2.科学态度与社会责任:依据生活和工业生产上的过程,设计简单的原电池,有致力于新型电池开发的科学态度与社会责任。
一、化学电池1.定义将化学能变成电能的装置。
2.分类3.优点化学电池的能量转换效率较高,供能稳定可靠。
4.判断电池优劣的主要标准(1)比能量即单位质量或单位体积所能输出电能的多少。
(2)比功率即单位质量或单位体积所能输出功率的大小。
(3)电池的可储存时间的长短。
二、一次电池1.锌锰干电池(1)碱性锌锰电池的构造(2)工作原理负极:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(3)特点:比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高,适用于大电流和连续放电。
2.银锌电池(1)纽扣式银锌电池的构造(2)工作原理负极:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;正极:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
(3)特点:此种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电。
3.锂电池(1)电极材料:负极:Li;正极:MnO2、CuO、FeS2等。
(2)特点:比能量高、电压高、工作温度宽、可储存时间长。
三、二次电池二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生,又称充电电池或蓄电池。
1.铅蓄电池的构造负极:Pb,正极:PbO2,电解质溶液:H2SO4溶液。
2.工作原理(1)放电时负极:Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s);正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l);总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源教案

第二节化学电源教案蒲江县寿安中学田红兵一、教材分析必修二和选修四原电池的原理等理论知识,为本节的学习做好了充分的理论知识准备。
化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔的应用范围的技术产品。
本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展,将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来,帮助学生进一步的深入认识化学电池。
现代科技的发展带动了电池工业的进步,各种新型的电池层出不穷。
选修四教材选取具有代表性的三大类电池,生活中最常用的一次电池(碱性锌锰电池)、二次电池(铅蓄电池)、和在未来有着美好应用前景的氢氧燃料电池。
简介了电池的基本构造,工作原理,性能和适用范围,同时向学生渗透了绿色环保的意识。
二、教学目标1、知识与技能(1)通过常见化学电源的分析,知道干电池、铅蓄电池,燃料电池等发展中的化学电源特点。
(2)通过日常生活中常用的化学电源的了解,能从电极反应的角度认识常见电源的原理。
2、过程与方法(1)通过了解电池的化学组成而增强环保意识。
(2)在化学电源的使用中学会发现问题、思考解决问题的方法。
3、情感态度价值观(1)通过原电池发展史,培养学生实事求是、勇于创新的科学态度。
(2)体验科学探究的艰辛与愉悦,了解研制新型电源的重要性。
核心素养发展目标1、宏观辨识与微观探析:会分析物质变化中的能量变化与物质微观结构的关系。
2、证据推理与模型认知:建立对原电池过程系统认识的思维模型,提高对原电池本质的认识。
3、科学精神与社会责任:增强科技意识,不断研发新型电池,满足人类社会发展的需求。
积极回收利用废旧电池,减少其对环境的污染。
三、教学重点一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理。
四、教学难点化学电源的结构及电极反应的书写。
五、教学方法理论讲解法、分析归纳法、理论联系实际。
六、教学过程放电充电 板 书 设 计第二节 化学电源一、电池的分类 二、一次电池1、a 、普通锌锰电池负极:Zn 正极:MnO2 电解质:糊状NH 4Cl b 、碱性锌锰电池负极:Zn 正极:2MnO 2电解质:KOH 溶液 2、二次电池:铅蓄电池负极:Pb 正极:PbO 2 电解质:H 2SO 4溶液a 、放电过程负极:Pb(s) + SO 42- (aq) -2e -= PbSO 4 (s) (氧化反应)正极:PbO 2(s) + 4H +(aq) + SO 42- (aq) + 2e -= PbSO 4 (s)+ 2H 2O(l) (还原反应) 放电过程总反应:Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)=2PbSO 4(s)+2H 2O(l)b 、充电过程阴极:PbSO 4(s)+ 2e - = Pb(s)+ SO 42-(aq) (还原反应) 阳极:PbSO 4(s) + 2H 2O(l) – 2e - = PbO 2(s) + 4H + (aq)+ SO 42-(aq) (氧化反应) 铅蓄电池的充放电过程:Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s)+2H 2O(l)3、燃料电池正负极材料:铂电极或石墨等惰性电极正极室:通氧气(氧化剂),负极室:通氢气(燃料), 酸性介质电极反应:(H 2SO 4(aq))负极:2H 2 – 4e - = 4H + 正极:O 2 + 4H + + 4e - = 2H 2O 总反应:2H 2 + O 2 = 2H 2O碱性介质的电极反应:(KOH(aq))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、教学反思:。
化学选修Ⅳ人教新课标4-2化学电源教案

现代科技的飞速发展也带动了电池工业的进步,各种新型的电池层出不穷。教材选取具有代表性的三大类电池,如生活中最常用的一次电池(碱性锌锰电池)、二次电池(铅蓄电池)、和在未来有着美好应用前景燃料电池。简介了电池的基本构造,工作原理,性能和
适用范围。同时向学生渗透绿色环保的意识。
2.铅蓄电池:铅蓄电池可放电亦可充电,它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳,在正极格板上附着一层PbO2,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+SO42--2e=PbSO4↓
正极:PbO2+4H++SO42-+2e=PbSO4↓+2H2O
铅蓄电池的电压正常情况下保持20 V,当电压下降到185 V时,即当放电进行到硫酸浓度降低,溶液密度达118 g/ cm3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:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO42-
阴极:PbSO4+2e=Pb+SO42-
当密度增加至128 g/ cm3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。
七、课时安排:1课时
八、教学过:
【指导学生交流】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ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极化剂吸收正极放出的H2,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。
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第二节 化学电源[明确学习目标] 1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。
2.了解几类化学电池的构造、原理。
3.掌握原电池电极反应式及总反应方程式的书写。
一、化学电池 一次电池1.化学电池(1)概念:化学电池是将□01化学能变成□02电能的装置。
(2)化学电池的分类化学电池⎩⎨⎧□03一次电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池□04二次电池□05铅蓄电池□06燃料电池□07氢氧燃料电池 2.常见的一次电池——碱性锌锰电池(1)组成:碱性锌锰电池的负极是□08Zn ,正极是□09MnO 2,电解质是□10KOH 。
(2)工作原理负极:□11Zn +2OH --2e -===Zn(OH)2正极:□122MnO 2+2H 2O +2e -===2MnOOH +2OH -总反应:□13Zn +2MnO 2+2H 2O===2MnOOH +Zn(OH)2二、二次电池 燃料电池1.二次电池——铅蓄电池(1)铅蓄电池的构造(2)铅蓄电池的工作原理放电和充电是不同条件下的正、逆反应过程:Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) □062PbSO 4(s)+2H 2O(l)铅蓄电池放电的电极反应如下: 负极:□07Pb(s)+SO 2-4(aq)-2e -===PbSO 4(s)(□08氧化反应) 正极:□09PbO 2(s)+4H +(aq)+SO 2-4(aq)+2e -===PbSO 4(s)+2H 2O(l)(□10还原反应)(3)铅蓄电池的优缺点 ①优点:可□11重复使用、电压□12稳定、使用方便、安全可靠、价格□13低廉,在生产生活中应用广泛。
②缺点:□14比能量低、笨重,废弃的电池□15污染环境。
2.氢氧燃料电池(1)组成:电极材料为Pt ,负极通入□16H 2,正极通入□17O 2,电解质是H 2SO 4。
(2)工作原理负极:□182H 2-4e -===4H + 正极:□19O 2+4H ++4e -===2H 2O 总反应:□202H 2+O 2===2H 2O (3)优点:①能量□21转换率超过80%,远高于普通燃烧过程。
②污染□22小,被誉为“□23绿色”发电站。
1.能做化学电池的原电池具有的条件是什么?提示:只有能持续地提供稳定电流的原电池才能做化学电池。
这就要求原电池工作时,原电池反应的速率几乎不变,即电解质溶液中离子的浓度几乎不变,如碱性锌锰电池工作时c(OH-)变化不大。
2.氢氧燃料电池的电解质改为KOH时的两极反应式怎么写?提示:若改为碱性环境时,两极反应式书写时要注意没有H+生成和消耗,而有OH-生成和消耗,其两极反应式为:正极:O2+4e-+2H2O===4OH-;负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O。
一、化学电池一次电池1.化学电池(1)分类①化学电池的能量转换效率较高,供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
2.一次电池一次电池的电解质溶液制成胶状,不流动,也叫做干电池。
(1)特点一次电池不能充电,不能反复使用。
(2)常见的一次电池1.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( )A.为了利用电池外壳的金属材料B.防止汞、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.回收其中的石墨电极答案B解析废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理。
2.被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰。
纸内的离子“流过”水与氯化锌组成的电解液。
电池总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。
下列说法正确的是( )A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化作用C.当0.1 mol Zn完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.204×1023D.电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-答案D解析由总反应式可知,二氧化锰为氧化剂而不是催化剂,锌为还原剂,应为原电池的负极,A、B两项错误;电子只能经外电路流动,C项错误;电池负极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-。
规律方法电极反应式的书写方法二、二次电池燃料电池1.化学电源中电极反应式的书写(1)先标出放电(原电池)总反应式中变价元素的化合价,确定电子转移的方向与数目,指出参与负极和正极反应的物质。
即负极:还原剂-n e-===氧化产物正极:氧化剂+n e-===还原产物根据原子守恒和电解质溶液的组成找出参加反应或生成的电解质溶液的成分。
如铅蓄电池中:负极:Pb(还原剂)-2e-+SO2-4(电解质溶液中的离子)===PbSO4(氧化产物)(2)写出一个比较容易书写的电极反应式,书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存。
如铅蓄电池的负极反应式为Pb +SO2-4-2e-===PbSO4。
(3)在得失电子守恒的基础上,用总反应式减去写出的电极反应式,即得另一极的反应式。
如铅蓄电池的正极反应式可用总反应式减去负极反应式得到,即Pb+PbO2+4H++2SO2-4-(Pb+SO2-4-2e-)===2PbSO4+2H2O -PbSO4,整理得:PbO2+4H++SO2-4+2e-===PbSO4+2H2O。
2.燃料电池(1)燃料电池电极反应式的书写要求①在电池的负极反应的物质一定是可燃物,燃料失电子发生氧化反应。
电池的正极多为氧气或空气,得电子,发生还原反应,特别注意电解质酸碱性不同的区别。
可根据电荷守恒来配平。
②电极材料一般不参加化学反应,只作电池反应物的载体。
③正、负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下,相加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加。
(2)常见的四种典型燃料电池3.关于铅蓄电池的说法正确的是( )A .在放电时,正极发生的反应是Pb(s)+SO 2-4(aq)-2e -===PbSO 4(s)B .在放电时,该电池的负极材料是铅板C .在放电时,负极质量不断变小D .在放电时,SO 2-4移向正极答案 B 解析 A 项,正极发生还原反应,元素的化合价降低,因此正极反应式为PbO 2+4H ++SO 2-4+2e -===PbSO 4+2H 2O ,错误;B 项,铅蓄电池中,铅板是负极材料,正确;C 项,放电时,负极由Pb 逐渐生成PbSO 4,故负极质量不断增大,错误;D 项,放电时阴离子移向负极。
4.(1)现有反应2H 2+O 2=====KOH 2H 2O ,要构成燃料电池,则负极通入的应是________,正极通入的应是________,电极反应式分别为_____________________、______________________。
(2)如把KOH 改为稀H 2SO 4作电解液,则电极反应式分别为_______________、_____________。
(3)上述(1)和(2)的电解液不同,反应进行后,(1)中溶液pH 变________(填“大”或“小”,下同),(2)中溶液pH 变________。
(4)如把H 2改为甲烷,KOH 溶液作电解液,则电极反应式分别为___________、_______ __。
答案 (1)H 2 O 2 负极:2H 2+4OH --4e -===4H 2O 正极:O 2+2H 2O +4e -===4OH -(2)负极:2H2-4e-===4H+正极:O2+4H++4e-===2H2O(3)小大(4)负极:CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O正极:2O2+4H2O+8e-===8OH-解析(3)由于(1)是在碱性条件下反应,KOH量不变,但工作时H2O增多,故溶液变稀,pH将变小;而(2)中为酸性溶液,H2SO4量不变,水增多,溶液酸性变小,故pH将变大。
本章归纳总结1.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。
有一种纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
关于该电池的叙述不正确的是( )A.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极B.使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极,Ag2O是负极C.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-D.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应答案B解析由总方程式可以看出,负极为Zn,正极为Ag2O,使用时电子由负极流向正极,A正确,B错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,C、D正确。
2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。
该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是H +。
下列对该燃料电池的描述中正确的是( )①正极反应为:O 2+4H ++4e -===2H 2O②负极反应为:2H 2-4e -===4H +③总的化学反应为:2H 2+O 2=====点燃2H 2O ④氢离子通过电解质向正极移动A .①②③ B.②③④C .①②④ D.①②③④答案 C解析 燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的,故③错误。
因为导电离子是H +,且向正极移动,所以正极反应为O 2+4H ++4e -===2H 2O ,电子由负极通过外电路流向正极。
3.有四种燃料电池:A .固体氧化物燃料电池B .碱性氢氧化物燃料电池C .质子交换膜燃料电池D .熔融盐燃料电池下面是工作原理示意图,其中正极反应生成水的是( ) 答案 C解析 A 项,正极反应生成O 2-;B 项,正极反应生成OH -;C 项,正极反应生成H 2O ;D 项,正极反应生成CO 2-3。
4.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH 3CH 2OH -4e -+H 2O===CH 3COOH +4H +。
下列有关说法正确的是( )A .检测时,电解质溶液中的H +向负极移动B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-答案C解析结合题意,该电池总反应即是乙醇的氧化反应,不消耗H+,故负极产生的H+应向正极移动,A错误;酸性溶液中,正极电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,D错误;转移0.4 mol电子时,消耗O2 0.1 mol,即标准状况下为2.24 L,B错误;正极反应式与负极反应式相加可得电池总反应为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O,C 正确。