化學電源 學案 高一下學期化學人教版（2019）必修第二冊

電池的“前世今生”PAGE4/4化學電源（第一課時）化學電源（第一課時）學習目標學習目標了解電池的發(fā)展歷程和電池的種類，會書寫幾種常見化學電源的電極反應式和電池反應方程式。通過對常見化學電源組成、結構和工作原理的分析對比，認識不同電池的優(yōu)點和缺陷。感悟化學電源對科學技術和人類社會文明起到的重大作用，感悟人類“按需設計”的科學發(fā)展觀念。知識回顧1.1.原電池是一種將化學能轉化為電能的裝置。2.原電池工作原理是：將氧化還原反應分在兩個不同的電極上進行，負極失去電子，發(fā)生氧化反應；正極得到電子，發(fā)生還原反應。3.原電池的構成條件：“兩極一液成回路，氧化還原是核心”。活動一閱讀教材，了解化學電源的定義，分類科學史話一——伏打電池公元公元1799年，科學家伏打把含食鹽水的濕抹布，夾在銅和鋅的圓形板中間，堆積成圓柱狀，制造出最早的電池——伏打電池(伏打電堆)。不久后，伏打發(fā)現(xiàn)，用任何兩種不同的金屬代替銅和鋅，只要有一種與溶液發(fā)生了反應，金屬片間就能夠產(chǎn)生電流。這種將不同的金屬片插入電解質水溶液形成的電池，通稱為伏打電池(即銅鋅原電池)，是一種由化學能轉化為電能的裝置。伏打電池作為早期電學實驗、電報機的電力來源，用了20多年?；顒佣幕瘜W能轉化成電能的效率角度分析伏打電池的弊端？是什么原因導致？如何改進？科學史話二——丹尼爾電池1836年由英國人丹尼爾將銅片和鋅片分別浸在硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液中，用多孔陶瓷將兩種溶液隔離，得到了電流和電壓相對比較穩(wěn)定的伏打電池（雙液原電池）。主要用于早期的鐵路信號燈上。1836年由英國人丹尼爾將銅片和鋅片分別浸在硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液中，用多孔陶瓷將兩種溶液隔離，得到了電流和電壓相對比較穩(wěn)定的伏打電池（雙液原電池）。主要用于早期的鐵路信號燈上。科學史話三——鋅錳干電池18601860年，法國物理學家雷克蘭士發(fā)明了世界廣泛使用的電池(鋅錳電池)的前身——鋅錳“濕電池”(即碳鋅電池)。它的負極是鋅和汞的合金棒，而正極是以一個多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負極和正極都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，便于攜帶，因此獲得了廣泛應用。于是，干電池誕生了。這種電池價格便宜、使用方便。1912年，開發(fā)出堿性鋅錳干電池，1949年投產(chǎn)問世。其不會鼓包、脹氣、漏液，比能量大，可儲存時間長，活性物質經(jīng)過提純處理，不再含汞等重金屬，環(huán)境污染小，逐步替代了普通鋅錳電池?；顒尤埥Y合實物和普通鋅錳電池構造圖，完成下表。裝置要素負極正極電解質原理要素總反應Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+Zn2++2NH3↑+H2O負極反應正極反應2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O優(yōu)缺點活動四討論堿性鋅錳電池的工作原理，完成下表，并歸納電極反應式書寫方法。裝置要素負極正極電解質原理要素總反應Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2負極反應正極反應對點練Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2負極反應：正極反應：活動五閱讀教材“資料”，了解鋰電池。說一說判斷一種電池優(yōu)劣的主要標準？科學史話四——鉛蓄電池1859年法國物理學家普朗克研發(fā)了世界上第一塊鉛酸蓄電池，從而使蓄電池開始為今后汽車的用電創(chuàng)造了條件。他30年如一日，是對鉛蓄電池最執(zhí)著的人。這種電池的獨特之處是當電池使用一段時間電壓下降時，可以通過給它通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，并可反復使用，所以稱它為“蓄電池”。時至今日，人們在啟動汽車引擎時使用的蓄電池依然是鉛酸電池，它可以提供很大的電流，價格也不貴。1859年法國物理學家普朗克研發(fā)了世界上第一塊鉛酸蓄電池，從而使蓄電池開始為今后汽車的用電創(chuàng)造了條件。他30年如一日，是對鉛蓄電池最執(zhí)著的人。這種電池的獨特之處是當電池使用一段時間電壓下降時，可以通過給它通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，并可反復使用，所以稱它為“蓄電池”。時至今日，人們在啟動汽車引擎時使用的蓄電池依然是鉛酸電池，它可以提供很大的電流，價格也不貴?；顒恿b置要素負極正極電解質原理要素總反應Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電過程負極：正極：充電過程陰極(接電源極)：陽極(接電源極)：對點練放電時，電解質溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”，下同)。放電過程中，當電路中轉移2mole-時，負極的質量，正極的質量。拓展——鋰離子電池歸納小結課后練習Li—SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應可表示為4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑。請回答下列問題：(1)電池的負極材料為，發(fā)生的電極反應式為。(2)電池正極發(fā)生的電極反應式為。2.試寫出鎘鎳蓄電池的充電和放電時的電極反應式。Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)23.鈷酸鋰電池具有高效率輸出、可快速充電、對環(huán)境無污染等優(yōu)點，其工作原理如圖．M電極是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質為一種能傳導Li+的高分子材料，隔膜只允許Li+通過，電池反應式