化学电源-.

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＋H2

H2＋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。

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▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ 第二节 化学电源

●课标要求

通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能转化的实际意义及其应用。

●课标解读

1.了解几种常见化学电源，一次、二次、燃料电池的工作原理。

2．正确书写有关电池的电极反应和电池反应。

●教学地位

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。简介了三种电池的基本构造，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。

●新课导入建议

当一个人的心脏跳动过慢时，医生会建议他安装一个心脏起搏器，借助化学反应产生的电流来延长生命。该用什么材料制作这样的电池呢？经过科学家的长期研究，发明的这种电池叫做锂电池。那除了这种电池外，还有其他的一些电池。让我们一起来了解化学电源的多样性吧！

●教学流程设计

课前预习安排：(1)看教材P74页，填写【课前自主导学】中的“知识1，化学电池”。

(2)看教材P75～77页，填写【课前自主导学】中的“知识2，几种常见的化学电池”，并完成【思考交流】。⇒步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。⇒步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。

步骤6：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】。⇐步骤5：在老师指导下完成【变式训练】和【当堂双基达标】中的题目，验证学生对探究点的理解掌握情况。⇐步骤4：教师通过【例题】和教材P55～57页讲解研析对“探究”中的电极反应进行总结。⇐步骤3：师生互动完成探究点“化学电源中电极反应式的书写”可利用【问题导思】设置的问题由浅入深地进行。建议教师除【例1】外，使用【教师备课资源】中例题，以拓展学生的思路。

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电化学—原电池

一、原电池的工作原理

1、电流是如何产生的？

先考虑Zn片。在如是体系中，Zn有失去电子的趋势，失去电子之后自身变成Zn2+

进入

到溶液中。失去的电子可能会经过导线来到Cu片，那么就需要有物质（微粒）在Cu片上

得到这些电子，否则Cu片上电子累积而其所带负电荷不被中和，是不可能的。

考量Cu片这边，Cu本身属于金属单质，金属单质不存在负价，所以不可能是Cu片本

身得到电子，那么只有与Cu片接触的溶液中寻找可以得到电子的微粒。由于溶液中存在

CuSO

4，故Cu2+

可以于Cu片表面得到电子，成为Cu单质，在Cu表面析出（因为必须接触

到Cu片才能够从Cu片得到电子）。

由此电子在导线中流动，也就产生了电流。

而这个过程中发生的物质变化则是Zn→Zn2+

，Cu2+

→Cu。

这样的装置能够对外输出电能，被称为原电池。所以原电池是能够将化学能转化为

电能的装置。

2、几个基本定义

由于这个装置能够产生电流，向外输出电能，所以可以和物理中的相关定义联系起来。

在物理学中，向外输出电能的装置是电源。在一个完整的电路中，电流的方向是‹从电源的

正极流向负极›，电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，而事实上，在电路中移动的

是电子，所以电子的流向就应该是正电荷移动方向的反方向，也就是电流方向的反方向。电

流是正极流出，负极流入，那么电子就是负极流出，正极流入。所以对于原电池，将流出电

子（即失去电子，这个说法将更常用）的一极称为负极，将流入电子（即得到电子）的一极

称为正极。

电极名称 负极 正极

电极材料 Zn片 Cu片

电极反应

Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu

反应类型 氧化反应 还原反应

电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片

电流方向 由Cu片沿导线流向Zn片

在氧化还原的原理中，失去电子化合价上升，是被氧化；得到电子化合价下降，是被还

原。结合这个特点，可以丰富对原电池正负极的认识。

1 化学学案10 第二章 化学反应与能量

第二节 化学能与电能（第二课时） 姓名：

【学习目标】

1、

了解干电池、充电电池、燃料电池的工作原理。

2、

能正确书写三类电池的电极反应及电池反应。

二、发展中的化学电源

(1)干电池（普通锌锰电池）

负极（Zn）：

正极（C）：2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑

总反应：

特点：a：一次性电池，不可逆。

b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延长寿命。

(2)充电电池

充电电池又称二次电池，放电时进行氧化还原反应，将 能转化为 能。

充电时可以逆向进行反应，将 能转化为 能。

①铅蓄电池：最早使用的电池是铅蓄电池。

负极（Pb）：

正极（PbO2）：

总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

②镍铬电池：体积小，方便携带，使用寿命比铅蓄电池长。

负极： 正极： 电解质溶液：

③锂电池：质量小，污染小。

负极：

(3)燃料电池

燃料电池与干电池和蓄电池的主要区别：

反应物质不是贮存在电池内部，而是用外加设备不断提供燃料。

所以，燃料电池的正负极均不参加反应，一般都是 或 。

电解质溶液可以是 ，也可以是 。

① 氢氧燃料电池

酸性环境：负极：