高中化學(xué)-化學(xué)電源教學(xué)課件設(shè)計(jì)

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)反應(yīng)原理（選修4）第１章化學(xué)反應(yīng)與能量變化JIBAOSANZHONGHUAXUE第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)電源回顧方法與技巧-+G鋅e-銅SO42-Cu2+SO42-Zn2+Cu2+Cu2+SO42-CuSO4溶液SO42-e-e-e-e-得e-還原反應(yīng)失e-氧化反應(yīng)生活中我們常使用各種各樣的電池用途廣泛的電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池化學(xué)電池用途廣泛的電池用于“神六”的太陽(yáng)能電池筆記本電腦專用電池手機(jī)專用電池?cái)z像機(jī)專用電池各式各樣的紐扣電池結(jié)合課本23頁(yè)圖1-3-7

生活中的電池與我們學(xué)習(xí)的原電池有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？我們所學(xué)的原電池的有哪些缺點(diǎn)：效率低，反應(yīng)一段時(shí)間后，銅極上聚集了許多氫氣泡，把銅極與硫酸隔開(kāi)就不再產(chǎn)生電流；且攜帶不方便。能產(chǎn)生穩(wěn)定且具有較高電壓的電流；安全且攜帶方便；能適用特殊用途。聯(lián)想質(zhì)疑實(shí)用電池的特點(diǎn)：本課時(shí)知識(shí)要點(diǎn)二、化學(xué)電源1、鋅錳干電池的工作原理2、鉛蓄電池的工作原理3、氫氧燃料電池的工作原理

4、化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)KOH溶液

CH4O2

H2Oa極b極化學(xué)電源解剖圖化學(xué)電源是能夠?qū)嶋H應(yīng)用的原電池電池的正負(fù)極的反應(yīng)物氣體分別儲(chǔ)存在電池之外的容器中，兩種氣體分別不斷地輸入電池的兩極，燃料氣體在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)和氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)于燃燒反應(yīng)的電池反應(yīng)。化學(xué)電源分類電池中的反應(yīng)是可逆的，可以反復(fù)充電盒放電，如鉛蓄電池和可充電電池都是二次電池。電池中的反應(yīng)是不可逆的，只能放電不能充電，使用后即棄去，可能造成環(huán)境污染，如干電池。自主學(xué)習(xí)反饋一次電池：二次電池：燃料電池：1、化學(xué)電源分類自主學(xué)習(xí)反饋一次電池二次電池（可充電電池）燃料電池放電時(shí)是原電池充電時(shí)是電解池分類2、可充電電池放電時(shí)是一個(gè)原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；充電時(shí)是一個(gè)電解池，外加直流電是電池內(nèi)部發(fā)生電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能二、化學(xué)電源交流研討1.鋅錳干電池——

分為酸性和堿性兩種。電極反應(yīng)式：負(fù)極：正極：Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)2NH4++2e-=2NH3+H2還原反應(yīng)電極材料：電解質(zhì)溶液：鋅皮做負(fù)極，碳棒做正極。氯化銨和氯化鋅混合液<1>酸性鋅錳干電池電池反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2+

+2NH3+H2酸性鋅錳干電池是最早進(jìn)入市場(chǎng)的實(shí)用電池優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，電壓下降快。<1>酸性鋅錳干電池Zn+2NH4+=Zn2+

+2NH3+H2為什么鋅錳干電池放置過(guò)久會(huì)失效？

鋅-錳干電池在使用過(guò)程中，鋅會(huì)逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內(nèi)部的糊狀電解質(zhì)泄露出來(lái)，對(duì)電器腐蝕。

為了防止泄露，在外殼套上金屬筒或塑料筒，制成防漏電池。為什么鋅錳干電池放置過(guò)久會(huì)失效？

為了延長(zhǎng)電池壽命和提高其性能，人們將電池內(nèi)的電解質(zhì)

換成

，制成了

干電池。NH4ClKOH堿性鋅錳電極反應(yīng)式：負(fù)極：正極：電極材料：電解質(zhì)溶液：鋅粉做負(fù)極，鋼針做正極。氫氧化鉀溶液<2>堿性鋅錳干電池MnO2+2H2O+2e-=Mn(OH)2+2OH-

還原反應(yīng)Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

氧化反應(yīng)電池反應(yīng)：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)21、堿性鋅錳干電池與酸性鋅錳干電池相比有何不同？2、這些改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是什么？小組討論：堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)：堿性鋅錳干電池，負(fù)極材料由鋅片改為鋅粉，電解質(zhì)是KOH溶液，其放電曲線如圖所示：優(yōu)點(diǎn):工作電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定,電池所輸出的電能多且儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，放電電流大，時(shí)間長(zhǎng)。交流研討二次電池2、充電電池：氧化還原反應(yīng)在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行。1、二次電池又稱充電電池，能夠重復(fù)使用至一定的周期手機(jī)專用電池筆記本電腦專用電池化學(xué)能放電充電電能攝像機(jī)專用電池用途：目前汽車上使用的電瓶大多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國(guó)防、生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。鉛蓄電池特點(diǎn)：鉛蓄電池的電壓穩(wěn)定，使用方便安全可靠，可再次充電使用。2、二次電池二次電池：氧化還原反應(yīng)在充電時(shí)

可以逆向進(jìn)行。鉛蓄電池總反應(yīng)：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電優(yōu)缺點(diǎn)：應(yīng)用：可充電，比干電池使用壽命長(zhǎng)；但體積大，有污染汽車上使用的電瓶等

小組討論：

根據(jù)鉛蓄電池的總反應(yīng)，判斷放電時(shí)1、鉛蓄電池的正、負(fù)極材料以及電解質(zhì)溶液？2、嘗試書(shū)寫(xiě)正、負(fù)極反應(yīng)式總反應(yīng)：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電2、鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。交流研討放電時(shí)電極反應(yīng)式：負(fù)極：正極：電極材料：電解質(zhì)溶液：鉛做負(fù)極，二氧化鉛做正極。30%H2SO4溶液PbO2+4H++SO42-+2e-

=PbSO4

+2H2O

還原反應(yīng)Pb+SO42--2e-=PbSO4

氧化反應(yīng)充電時(shí)電極反應(yīng)（電解原理）：陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

還原反應(yīng)PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

氧化反應(yīng)2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4通電觀察思考小組討論：充電時(shí)外接電源的正負(fù)極與鉛蓄電池的正負(fù)極怎樣連接？接直流電源正極接直流電源負(fù)極

缺點(diǎn)：能量低利用率、笨重、廢棄電池污染環(huán)境

優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉

其它二次電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……鉛蓄電池的充放電過(guò)程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充電放電鉛蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析：鉛蓄電池是二次電池，可反復(fù)充電和放電。充電是電解原理，放電是原電池原理。負(fù)極：正極：放電電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O放電充電放電充電充電電池反應(yīng)：2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4通電鋰離子電池鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。特點(diǎn)：高能電池，電壓高，質(zhì)量輕，貯存時(shí)間長(zhǎng)等。用途：現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動(dòng)電話、攝像機(jī)、手表、心臟起搏器等低功耗電器的主流。筆記本電腦專用電池

電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、汞、錳等。據(jù)專家測(cè)試，一節(jié)紐扣電池能污染60萬(wàn)升水；一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價(jià)值。若將廢舊電池混入生活垃圾一起填埋，滲出的重金屬物質(zhì)就會(huì)滲透土壤、污染地下水，進(jìn)而進(jìn)入魚(yú)類、農(nóng)作物等，破壞人類的生存環(huán)境，間接威脅到人類的健康，有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池，要及時(shí)回收。廢舊電池的回收利用3、燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。3、氫氧燃料電池交流研討負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：電極材料：輸入氣體：多孔石墨氫氣和氧氣電極反應(yīng)式：2H2+4OH--4e-=2H2O氧化反應(yīng)O2+2H2O+4e-=4OH-

還原反應(yīng)2H2+O2=2H2O電解質(zhì)溶液：氫氧化鉀溶液甲烷、甲醇、乙醇燃料電池優(yōu)點(diǎn)能量利用效率高；可連續(xù)使用；污染輕等。負(fù)極：2H2–4e-=4H+正極：O2+4e-+4H＋

=2H2O總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O電解質(zhì)溶液：酸性HClO2H2OH2OH2電解質(zhì)溶液：中性負(fù)極：2H2–4e-=4H+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-

總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O小結(jié)：化學(xué)電源1、一次電池2、二次電池3、燃料電池——鋅錳干電池——鉛蓄電池——?dú)溲跞剂想姵卣莆彰恳活惖湫碗姵氐恼?fù)極、電極反應(yīng)；了解每一類電池的優(yōu)缺點(diǎn)；對(duì)其它電池有初步的認(rèn)識(shí)3、燃料電池A、氫氧燃料電池①堿性電解液：正極：2H2+4OH-→4H2O