1－6化學(xué)電源教案

1、教學(xué)時(shí)間第二周 2月28日 本模塊第6課時(shí)教學(xué)課題專題專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化單元第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化節(jié)題第一、二課時(shí)化學(xué)電源教學(xué)目標(biāo)知識與技能了解常見化學(xué)電源工作原理，能正確書寫原電池的正負(fù)電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。過程與方法通過實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過原電池原理體會化學(xué)反應(yīng)對人類生活生產(chǎn)的作用，化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。 教學(xué)重點(diǎn)原電池工作原理教學(xué)難點(diǎn)電極反應(yīng)式的正確書寫。教學(xué)準(zhǔn)備常見電池。教學(xué)過程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動回述原電池構(gòu)成條件？鹽橋的作用。 引入 生活生產(chǎn)中我們有哪些化學(xué)電池。實(shí)驗(yàn)探究完成下列電池的電極反應(yīng)式。討論1

2、、一次電池：鋅錳電池、銀鋅鈕扣電池2、二次電池：鎳鉻電池、鉛蓄電池3、燃料電池：氫氣、甲烷、肼、甲醇等。名稱材料反應(yīng)式優(yōu)缺點(diǎn)鋅錳電池銀鋅鈕扣電池鎳鉻電池鉛蓄電池氫氧燃料電池甲烷燃料電池回顧電極材料（兩極活性不同）電解質(zhì)溶液（對應(yīng)鹽溶液） 鹽橋相隔電極與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)形成回路自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。工作原理 電極：負(fù)極失電子沿導(dǎo)線流向正極溶液：陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。 討論查閱資料完成表講解化學(xué)電源按其工作性質(zhì)和儲存方式可分為一次電池或原電池、二次電池或可充電電池、儲存電池、燃料電池四大類。電極一般由電極材料與添加劑（提高導(dǎo)電性能，如金屬粉、碳粉等）。正極為金屬氧化物、負(fù)極為活潑金屬。使用

3、何種化學(xué)電源往往根據(jù)其其用途綜合考慮幾方面因素（時(shí)間、溫度等）。教學(xué)過程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動名稱電極材料電極反應(yīng)式堿性鋅錳干電池負(fù)極為鋅，正極為金屬棒，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀（原氯化銨、氯化鋅）負(fù)：Zn+20H-2e-=Zn(OH)2正：2H2O +2MnO2 +2e-=2MnOOH+20H-電池：Zn+2H2O+2MnO2 =2MnOOH+Zn(OH)2銀鋅紐扣電池電極分別是Zn和Ag2O，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，電池反應(yīng)的產(chǎn)物是ZnO和Ag，負(fù)：Zn+20H-2e-=ZnO +H2O正：Ag2O +H2O +2e-=2Ag+20H-電池：Zn+Ag2O =2Ag+ZnO鉛蓄電池電極分別是

4、Pb、PbO2，電解質(zhì)是一定濃度的硫酸，負(fù)：Pb+S042-2e =PbS04正：Pb02+4H+S042+2e-=PbS04+2H2O電池：Pb+Pb02+2H2S04=2PbS04+2H2O鎳鎘蓄電池正極(鎳)上有Ni(OH)3，負(fù)極主要是鎘(含有一些鐵)，所用電解質(zhì)為KOH溶液。負(fù)極：Cd+20H-2e-=Cd(OH)2正極：2NiO(OH)+H2O +2e-= 2Ni(OH)2+20HCd+2NiO(OH) + H2O = 2Ni(OH)2+Cd(OH)2氫氧燃料電池一般用30K0H溶液作這種電池的電解質(zhì)溶液。電極可用含有催化劑的多孔石墨電極(負(fù)極中催化劑可用鉑或鈀，正極中催化劑可用A

5、gO或CoO)負(fù)：2H2-4e-+40H-= 4H2O正：O2+2H2O+4e-=40H-電池反應(yīng)式：2H2+ O2= 2H2O甲烷燃料電池電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液負(fù)極：CH4 + 10OH- -8e = CO32- + 7H2O正極：2 O2+4 H2O +8e = 8OH-CH4 + 2OH- +2O2= CO32-+3H2O說明：1、燃燒電池的電解質(zhì)有磷酸（酸性溶液）、氫氧化鈉（堿性溶液）、熔融氧化鋯（ZrO2）、質(zhì)子交換膜（H+）。 2、鋰電池工作原理：負(fù)極（Li）、正極（過渡金屬氧化物）電池反應(yīng)：xLi+MoS2=LixMoS2教學(xué)過程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動總結(jié)電極反應(yīng)的書寫：1原

6、電池的正負(fù)極確定a.由兩極的相對活潑性確定：相對活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極（一般負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)），但不是絕對的。如Mg-Al-HCl溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為 ，但Mg-Al-NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為 .b.根據(jù)反應(yīng)的類型判斷：可根據(jù)總反應(yīng)式來分析電極是發(fā)生氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)，若發(fā)生氧化反應(yīng)，則為負(fù)極，若發(fā)生還原反應(yīng)，則為正極。2書寫電極反應(yīng)注意的問題a.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子方程式的一切規(guī)則（如“拆”、“平”）；兩電極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目一般相等。b.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如+4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存

7、在、在堿性溶液中以CO32-形式存在）；c.溶液中不存在O2-在酸性溶液中它H與結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與H2O結(jié)合成OH-。d.兩極反應(yīng)相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)得到正極反應(yīng)、總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)。e.對于可逆電池反應(yīng)，要弄清楚充電和放電的方向，放電過程體現(xiàn)原電池原理，充電過程體現(xiàn)電解池原理。 板書計(jì)劃1原電池的正負(fù)極確定2書寫電極反應(yīng)注意的問題反饋探究實(shí)驗(yàn)效果很好，學(xué)生掌握情況較好。課后練習(xí)1（07天津）天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷（LiCoO2），充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材

8、充電 放電 料碳（C6）中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6 ，下列說法正確的是A充電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為 LiC6 e = Li + C6B放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為 CoO2 + Li + e = LiCoO2 ，C羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低2（05廣東）一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。下列對該燃料電池說法正確的是A電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O28CO2+10H2OB在熔融電解質(zhì)

9、中，O2由負(fù)極移向正極C通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O2+4e=2 O2D通入丁烷的極是正極，電極反應(yīng)為：C4H10+26e+13O2=4CO2+5H2O3（06廣東）某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時(shí)的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是A放電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)B放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充電時(shí)，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)D充電時(shí)，陽極反應(yīng)為：Li+e-=Li4（06江蘇）鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高

10、的特性。鋰離子電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式為負(fù)極反應(yīng)：C6Lixe=C6Li1xxLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復(fù)合材料）正極反應(yīng)：Li1xMO2xLi+x e=LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關(guān)說法正確的是A鋰離子電池充電時(shí)電池反應(yīng)為C6LiLi1xMO2=LiMO2C6Li1xB電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小C鋰離子電池放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動D鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)為C6Li1xxLi+x e=C6Li5我國首先研制的以鋁-空氣-海水電池為能源的新型航標(biāo)燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而源源不斷地產(chǎn)生電流，其能量比干電池高2050倍。試推測此種新型電池可能的基本結(jié)構(gòu)：_是負(fù)極，_是正極。電極反應(yīng)式為 。 6.航天技術(shù)上使用的氫-氧燃