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发展中的化学电源教案教案：发展中的化学电源一、教学目标：1.了解化学电源的发展历程及作用；2.了解目前常见的化学电源种类；3.掌握化学电源的原理和构成；4.能够根据实际情况选择合适的化学电源，并了解其使用注意事项；5.培养学生的合作能力和实践操作能力。
二、教学过程：1.导入（10分钟）介绍电池的概念，并与学生进行互动交流。
询问学生有哪些常见的电池，以及它们的特点。
2.知识阐释（30分钟）2.1化学电源的发展历程讲解化学电源的发展历程，从伏塔电池、干电池、碱性电池、锂电池到燃料电池的发展，并结合实例进行具体说明。
2.2化学电源的种类介绍目前常见的化学电源种类，包括镍镉电池、镍氢电池、锌锰电池、锂聚合物电池、锂离子电池、燃料电池等，并让学生进行区分和归纳。
2.3化学电源的原理和构成详细讲解化学电源的原理和构成，包括正负极材料的选择、电解质的作用、电池的工作原理、电池内部的化学反应等。
3.实验操作（40分钟）3.1实验前准备准备不同种类的化学电源，如碱性电池、锂离子电池等，并准备测试仪器（如电流表、电压表等）。
3.2实验流程3.2.1分组合作，每组选取一个化学电源进行测试。
3.2.2连接电路，测量电流和电压。
3.2.3记录测量结果，并进行数据分析和比较。
3.3实验总结学生根据实验结果，总结各种化学电源的特点和优缺点，并进行交流和讨论。
4.拓展延伸（20分钟）4.1探索不同用途的化学电源让学生根据所学知识，探索不同用途的化学电源，如手机电池、电动汽车电池等，并了解其在应用中的工作原理和特点。
4.2组织小组竞赛组织学生分小组进行电池构建比赛，要求学生根据实际情景和需求，选择合适的化学电源，并构建一个能够满足特定要求的电池组。
5.总结归纳（10分钟）总结化学电源的发展历程、种类和原理，并让学生进行知识检测和回答问题。
三、教学评价：1.学生的参与度和实验操作能力；2.学生对化学电源的理解程度和运用能力；3.学生在小组竞赛中的表现。
课时训练11发展中的化学电源一、干电池和充电电池1.下列关于充电电池的叙述,不正确的是( )A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应B.充电电池可以无限制的充电放电C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行D.较长时间不使用电池时,最好将电池取出并妥善存放解析:充电电池理论上是可以永久重复利用的,但在实际应用中总会因为性能等原因而使电解质溶液或者电极变质而失效。
所以实际情况下充电电池是不能无限制重复使用的。
答案:B2.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为硫酸溶液,工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列有关电池工作时的说法正确的是( )A.Pb为正极,被氧化B.溶液的pH不断减小C.S只向PbO2处移动D.电解液密度不断减小解析:分析化学反应可知,反应中Pb失去电子,作负极;PbO2得电子,作正极,反应不断消耗硫酸,溶液的pH不断增大;无论Pb还是PbO2最终都生成PbSO4,所以S既向Pb也向PbO2处移动;PbSO4在电解液中的溶解度很小,所以电解液的密度不断减小,选D。
答案:D3.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+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnOOH,下列说法错误的是( )A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-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0.2 mol电子,锌的质量理论上减少6.5 g解析:从电池总反应式Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnOOH可以确定Zn为负极,电子从负极流出经外电路流向正极。
当外电路中通过0.2 mol电子时,参加反应的锌理论上为0.1 mol,即质量减少6.5 g。
答案:C4.最早使用的化学电源(chemical power source)是锌锰电池,即大家所熟悉的干电池,其结构如图所示。
然顿市安民阳光实验学校2.2发展中的化学电源（1）1、人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（）A．负极，被氧化 B．正极，被还原C．负极，被还原 D．正极，被氧化【答案】B【解析】根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．故选B．2、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A．Ag B．Zn（OH）2C．Ag2O D．Zn【答案】D【解析】在银锌二次电池中，根据反应：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，放电时为原电池，活泼金属做负极，失电子发生氧化反应，根据电极反应应为锌．故选D．3、如图是干电池构造示意图，下列说法错误的是（）A．最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一次性电池B．电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e﹣C．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效D．锌锰干电池内的电解质NH4Cl可以换成HCl溶液【答案】D【解析】A．锌锰电池不能反复充电放电，是一次性电池，故A正确；B．Zn在负极失电子，逐渐溶解，则电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e ﹣，故B正确；C．干电池中的电解质溶液易与锌反应减小电解质的量和电极材料的量，所以锌锰干电池即使不用，长久放置也会失效，故C正确；D．HCl溶液的酸性较强，能与Zn反应，把电解质NH4Cl可以换成HCl溶液会使锌桶被腐蚀，故D错误．故选D．4、燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它的原理是原电池原理，可进行能量的转换。
以CH4为燃料时，另一极通入氧气，以KOH为电解质溶液，产物为碳酸钾和水，二氧化碳的排放量比常规发电减少40%以上。
化学电源的发展摘要：本文综述了化学电源的发展历史及现状，介绍了化学电源的特点、分类，总结电源发展热点，展望了化学电源应用的美好前景。
关键词：化学电源；发展历史；绿色化学电源；展望能源是人类社会发展的重要物质基础，随着人类社会的进步和生活水平的提高，不仅消耗能量将急剧增加，而且需要提供能量的方式更加多样化。
化学电源作为通过化学反应获得电能的一种装置，不仅种类繁多、形式多样，而且可以是再生性能源，由于它自身的特点，所以有着其它能源所不可替代的重要位置。
化学电源的广泛使用是人类科学技术进步的需要，是人类物质文明提高的需要。
二者的迅速发展也促进化学电源的生产与研究的迅速发展。
1.化学电源的发展历史化学电源又称电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。
常见的电池大多是化学电源。
它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。
世界上第一个电池（伏打电池）是在1800年由意大利人Alessandro V olta发明的。
这个电池由铜片和锌片交叠而成，中间隔以浸透盐水的毛呢。
电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电池，1888年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪后，电池理论和技术处于一度停滞时期。
但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。
首先是为了适应重负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。
1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质，20世纪70年代初期便实现了军用和民用。
随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。
镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展。
随着人们环保意识的日益增加，铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制，因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。
化学电源技术的发展和应用前景随着科技的不断迭代，电池作为常用的能量储存装置也逐渐向着更加高效和可持续的方向发展。
化学电源技术作为电池技术的一个重要分支，在保持电池基本功能和性能的同时，不断拓展其使用范围，建立起更为广泛的应用前景。
一、化学电源技术的发展历程1、传统化学电源传统化学电源采用的是单个电池，由正极、负极和电解液组成，主要用于电话、电动玩具、遥控车、门铃及闪光灯等小功率、小容量电子产品上。
通过电极的反应，将化学能转化成电能，达到应用的目的。
然而，传统化学电源存在一些不可避免的缺陷，例如电池的寿命短、重量大、充电时间长、充电效率低等，限制了其在大容量储能设备领域的应用。
2、新型化学电源为了克服传统化学电源的缺陷，新型化学电源应运而生，具有快速充电、长寿命、轻量化和高效率等优势。
这些新型化学电源主要分为以下几种类型：锂离子电池：由于具有高能量密度、轻量化、长寿命和无污染等优点，锂离子电池已经广泛应用在手机、笔记本电脑、电动车、无人机、家庭能量储存系统等领域。
超级电容器：超级电容器由电化学双层电容器、亚电容器和面向特定应用设备的混合杂化电容器组成。
这种新型化学电源具有高能量、高功率密度、长寿命、快速充放电和封闭可靠性好等优点，成为车载系统、医疗器械和电子设备等领域的能源系统之一。
固态电池：固态电池采用了含有稳定电解质的材料，使电解液可以更加牢固地固定在粉末结构中，从而避免了电池发生泄漏甚至剧烈爆炸的危险。
同时，固态电池具有高能量密度、快速充放电和长寿命等优点，被广泛应用在电动车、智能手表、智能手机、头戴显示器等领域。
3、未来化学电源未来的化学电源将更加注重环保、能效和安全等方面的改进，以期在更广泛的应用领域中发挥更大的作用。
未来化学电源的发展方向如下：能量极化材料：在新型化学电源中，能量极化材料是关键中的关键。
未来，将会有更多的研究投入到这种新材料的研制和应用中，以实现更高的能量密度和更稳定的性能。
化学电源的发展及展望
随着信息技术的发展，化学电源已成为许多工业和商用产品的重要组成部分。
从历史
的角度来看，化学电源的发展源自1800年代，当时刚刚出现了第一台手持电灯，用电池
驱动。
随着时间的推移，化学电源的技术发展迅速，并在家庭和商用产品中得到了广泛的
应用。
在20世纪，上世纪三十年代，新型化学电源取代了传统的锂电池，拉开了化学电源
发展的新篇章。
新型电池具有更高的存储能力，更长的使用寿命，更灵活的尺寸，更安全
的性能等优点，使其受到用户的好评。
1960年代，蓝宝石电池的开发更是助推了化学电池的发展步伐。
这种电池具有高能量密度，可持续使用数十年，维护方便，具有灵活的安装方式，使其在汽车、家用电器、移
动设备等领域都得到了广泛使用。
近年来，随着电子和信息技术的发展，化学电池技术也在不断推进。
目前，研究人员
正在研发更可靠、更高效的电池，逐步取代传统的化学电池。
未来，将有更多更新的电池
科技可以实现，比如柔性电池、超级电容器等，它们具有更高的电量密度和能量储存效率，无论是在家用、商用还是工业生产中，都将更好地满足用户的需求。
总之，基于未来电子产品技术开发拓展的趋势，化学电池技术成为了工业和商用电源
的关键组成部分。
未来，化学电池技术将继续不断发展，并为许多重要的电子产品提供强
大的动力支持。
化学必修2学案
发展中的化学电源
课时：1 编写人：卢镇芳班级：1901、1904、1905、1907 编号：12
【学习目标】
1.感受化学世界中的变化观念和平衡思想化学能与电能的转化关系中的具体表现及其应用。
2.剖析几种生活中常见的化学电源，拓宽对理论原电池的认知，形成化学研究的科学态度。
发现
新型电池的研制重要性，感受科学服务于社会的社会责任。
【情境导学】
太原是一座充满了创新气息的城市。
响应党中央提出的“绿水青山，就是金山银山”的生态文明理念，太原街头的新能源公交车和出租汽车就是一道靓丽的风景线。
相对于燃油汽车，你知道这些新能源汽车是如何实现绿色出行的吗？
展示主题一原电池原理的应用。
利用下列反应：Fe＋ 2Fe3+ ＝ 3 Fe2+ 制一个化学电池（给出若干导线和一个小灯泡，电极材料和电解液自选），画出实验装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料，标出电子流动方向和电流方向，写出电极反应式。
正极反应式：
是负极，
负极反应式：
电子流动方向：_______极流向_______极
溶液中的阳离子是_________流向_______极
溶液中的阴离子是_________流向_______极
展示主题二常见的化学电源
1.干电池
锌锰电池（________电池，放电之后充电，内部的氧化还原反应是。
）
正极材料：，负极材料：，电极反应式为：；
电解质：。
思考：1.为了充分而有效地利用锌锰干电池，在购买、保存和使用方面你有何建议？
3.碱性锌锰干电池在哪些方面优于普通锌锰干电池，为什么？
2.充电电池
充电电池又称，它放电时所进行的反应，在充电时可以，
使电池恢复到放电前的状态。
这样可以实现转变为，再由转变为。
最早使用的充电电池是。
（1）铅蓄电池（电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O）
负极材料：___________；正极材料：___________ ；电解质：
（2）其他充电电池
①镍镉电池，以为负极，为正极，以为电解质，寿命比铅蓄电池，
但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重环境。
电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。
②碱金属中的，是最轻的金属，活动性，是制造电池的理想物质。
电池是新一代可充电的绿色电池。
3. 燃料电池
燃料燃烧是一种剧烈的反应，通过燃料燃烧所释放的再转化为，其能量转化率。
燃料电池是一种、的发电装置。
以H2为燃料时，产物为；以CH4为燃料时，产物为和。
氢氧燃料电池：电池反应总式为2H2 + O2 = 2H2O，写出下列电极反应式
电解质为H2SO4时，负极：2H2－4e－= 4H+；正极：。
电解质为KOH时，负极：2H2+4OH－－4e－= 4H2O；正极：。
【思维导图】
【实战演练】
（一）补充部分
1. 日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2＋、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。
）根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )
Ａ.干电池中Zn为正极，碳为负极
Ｂ.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
Ｃ.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
Ｄ. 干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极
2．已知空气-锌电池的电极反应为：
锌片：Zn+20H--2e-=ZnO+H20 石墨：02+2H20+4e-=40H- 根据此判断，锌片是( )。
A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原 C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原
3. 二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是( )
A.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池
B.铅蓄电池
C.氢气燃料电池和甲烷燃料电池
D.镍镉电池和锂电池
4. 人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为
Zn+2OH－－2e－= ZnO+H2↑，Ag2O+H2O +2e－=2Ag+2OH－。
据此判断氧化银是( )
A.负极，被氧化
B.正极，被还原
C.负极，被还原
D.正极，被氧化
(选做题)5. 镍镉（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)＋2H2O 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.Cd
D.NiO(OH)
（选做题）6. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子
时，下列说法正确的是：( )
A.锌片溶解了1mol时，铜片上析出了1mol氢气
B.两极上溶解和析出的物质质量相等
C.锌片溶解了1g，铜片上析出了1g氢气
D.锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol
（二）完成课后P44-P46“习题”
【你还有什么问题】。
