第二节 化学电源学案(二)(主攻燃料电池)

第2课时 化学电源

学习目标

1.通过对常见化学电源的学习,了解常见类型的三种化学电源。

2.通过新型电池分析训练,学会分析新型化学电源的工作原理并能书写其电极反应。

学习任务1 常见化学电源

1.常见化学电源分类

(1)一次电池:常见一次电池有锌锰干电池、纽扣式锌银电池等。

(2)二次电池:常见二次电池有铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池等。

(3)燃料电池:常见燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。

2.三类化学电源的工作特点

(1)一次电池:内部还原剂、氧化剂反应完毕后不能再用,只能废弃,会造成环境污染。

(2)二次电池:此类电池放电完毕(电池内的氧化剂、还原剂反应完毕)后,可以再充电。充电过程就是电池内氧化剂、还原剂再生并“复位”(回到原来所处位置)过程。充电是电能转化为化学能的过程,充电原则是正连正负连负(充电电源正极连接二次电池正极、电源负极连接二次电池负极)。二次电池寿命较长,污染总体较小。 (3)燃料电池:此类电池的氧化剂、还原剂不在电池内,而是在电池工作过程中不断输入电池内部。燃料电池寿命长,效率很高(转化率可高达90%以上),污染较小。

3.常见三类化学电源的工作原理分析

(1)常见一次电池。

项目 碱性锌锰干电池

结构 负极:Zn

正极:MnO2

电解质:KOH

负极反应

Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O

正极反应 2MnO2+2H2O+2e-

2MnOOH+2OH-

电池反应 Zn+2MnO2+H2O

2MnOOH+ZnO

(2)常见二次电池。

铅蓄电池

放电过程 充电过程

负极:Pb-2e-+SO42-PbSO4(氧化反应) 阴极:PbSO4+2e-Pb+SO42-(还原反应)

正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+PbSO4+2H2O(还原反应) 阳极:PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++SO42-(氧化反应) 铅蓄电池充、放电时的电池反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

汕头市达濠华侨中学高三专题复习

第 1 页 共 4 页 原电池中电极反应方程式的书写（教学设计）

授课教师：张雪朦

一、教学目标

1、知识与技能：

①掌握常规电池电极反应式的书写方法。

②能确定陌生情境中原电池的正负极，并结合介质准确解题。

2、过程与方法：

通过基础自测复习常规燃料电池电极反应式的书写，总结一般电极反应方程式的书写规律，将规律推广到特定背景下原电池的解题中去。

3、情感态度与价值观：

通过试题的讲练，剖析电极反应式书写方法的通用性；结合特定背景提高学生分析提取信息的能力。

二、教学重、难点

1．重点：陌生情境下，原电池中电极反应式的书写。

2．难点：陌生情境下解题过程中思维模式的培养。

三、考情分析及学情分析

（1）考情分析

近几年高考中出现的电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量高等特点。取材于这些知识点的试题，由于题材广、信息新、陌生度大，所以大多数考生对这类试题感到难，实际上这些题目主要考查的是学生信息提取、信息迁移应用的能力。

（2）学情分析

学生掌握了原电池的基本原理，能分析常规的化学电源并写出其电极方程式。但是新型电池及电极方程式的书写，需要熟练的化学基本技能做铺垫。还要求学生能够从陌生背景中准确获取信息，综合考虑介质环境。本节课紧抓重点，梳理陌生情境中电极反应式的书写思路。通过各地试题的训练，突破难点。

四、教学设计思路

五、教学过程

教学环节 教学内容 学生活动 设计意图 基础自测：常规燃料电池不同介质中电极式的书写

归纳总结：电极方程式书写的一般规律 变式训练：背景重组

学以致用：转换燃料

思维模式培养：陌生情境下化学电池的解题汕头市达濠华侨中学高三专题复习

第 2 页 共 4 页 引入 上一讲已经对化工流程中氧化还原反应式的书写规律有了比较清晰的认识。这节课我们继续探究氧化还原反应在原电池中的应用。

观察分析，纠正错误，寻找规律

1 选修四第二节 化学电源

燃料电池

一、教材分析

通过前面一次电池二次电池的学习，已经初具化学电源的逻辑思维，为了节约能源，绿色环保，本节课着重讲燃料电池。

二、教学目标

1、知识与技能

认识燃料电池的工作原理，会书写其电极反应方程式

2、过程与方法

通过前置性预习反馈了解本节课学习的重难点，加深图像分析，环境分析多重分析方法，并结合三大守恒建立同学的逻辑思维能力

3、情感态度价值观

通过燃料电池的优点激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

三、教学重点

燃料电池的工作原理

四、教学难点

燃料电池电极反应方程式的书写

五、教学方法

原理讲解法、分析归纳法、理论联系实际。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

教师活动 学生活动 设计意图

【前置性预习检测】

通过预习，同学们回答燃料电池定义、特点、优点是什么？ 思考回答 培养学生预习看书能力

【过渡】正因为燃料电池的优点，所以我们要潜心学习，争取以后让燃料电池运用更广泛 培养学生科学发展观和责任感 2 在必修里面我们就已经了解过燃料电池，我们如果碰到燃料电池该如何分析？这跟一次电池、二次电池有哪里不一样？常见氢氧燃料电池的电解质有哪些？ 思考回答问题 设置疑问，通过思考分析正负极？Pt电极材料的作用

【讲解】酸性氢氧燃料电池燃的电极反应方程式书写

听课，做笔记 知道总反应类似燃烧的过程

知道两种书写方法：

1. 总减去 某一极

2. 直接通过三大守恒写，最后相加

【思考】碱性燃料电池电极反应如何书写？ 小组讨论 通过小组讨论得知碱性电解质溶液中氢离子不共存，培养观察分析问题能力。

【探究】甲烷然掉电池在酸性碱性电解质溶液中的电极反应方程式书写 小组探究 通过观察分析知道总反应中产生的二氧化碳和碱不共存，从质变到量变的过程，同时知道其燃烧反应的书写步骤

【总结规律】

审核人李增华

编写人宋加宏

［教学目标］:

1、 进一步了解依据原电池开发的技术产品——化学电源。

2、 了解一次电池、二次电池的构造、反应原理、性能及其应用。

3、 帮助学生了解电池工业的发展现状及其前景。

4、 帮助学生树立环保意识。

［课前知识回顾］

现给出以下装置，请选出正确的选项：

A、 (2) (4) (5)可形成原电池

B、 (1) (3)可形成原电池，Ag为正极

C、 (1)装置电子从Ag流出沿导线流入

D、 (3)装置中的负极反应为：Fe+2e=Fe2+ 总结：

1、 原电池构成三要素：

2、 电极反应：

3、 电子移动方向： 考纲要求：了解常见化学电源的种类及其工作原理。

探究一化学电源

1. ---------------------------------- 碱性锌镐干电池 次电池

总反应式：Zn + 2MnO2+2H2O=2MnO (OH) +Zn(0H)2o

正极反应：2Mn02+2H20+2(r=2Mn0(0H)+20H・；负极反应：

2. 锌银电池 ----- 次电池

负极反应：Zn+20H^-2e"=ZnO+H20；正极反应：Ag2O+H2O+2e~=2Ag+2OH~； 总反应式：。

3. 二次电池(可充电电池)

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是,正极材料是 o

(1) 放电时的反应

%1 负极反应： _____________________________________

%1 正极反应： _________________________________________ 第四章 电化学基础 第二节 化学电源 导学案 外接电源负极

还原反应,阴极 H

轼化反应：阳极日 外涂电源正极 充电■可充电维

电池

…-(+) =负极：氧化反应

二正极：还原反应

(3>

%1 总反应:Pb+PbO2+2H2S04=2PbS04+2H20

(2) 充电时的反应