集體備課教案必修2 《第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié) 化學(xué)能與電能
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集體備課教案必修2 《第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié) 化學(xué)能與電能
做好題,得高分,精選習題,真給力!()教 案課題:第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一)授課班級課 時教學(xué)目的知識與技能1、 通過實驗探究認識原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件,初步形成原電池的概念2、 通過設(shè)計科學(xué)探究實驗方案和實驗裝置,初步了解實驗研究的方法和實驗方案設(shè)計的原則、步驟、注意事項過程與方法1、 通過對科學(xué)探究過程中實驗現(xiàn)象的觀察、討論、歸納、呈現(xiàn),培養(yǎng)實驗觀察能力、實驗現(xiàn)象的描述能力和使用化學(xué)用語的技能,通過對實驗現(xiàn)象的整理、分析、推理、歸納,從中培養(yǎng)實驗分析能力和實驗探究能力,同時,在分組實驗中培養(yǎng)合作學(xué)習的能力,體驗與他人交流的重要性2、 通過對探究原電池的工作原理和構(gòu)成條件的學(xué)習過程進行計劃、反思、評價和調(diào)控,初步形成自主學(xué)習化學(xué)的能力3、 通過對化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的學(xué)習,體驗到科學(xué)探究的過程,理解科學(xué)探究的意義,認識科學(xué)探究的基本過程與方法,初步養(yǎng)成科學(xué)探究的能力情感態(tài)度價值觀 通過探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奧妙,發(fā)展學(xué)習化學(xué)的興趣與熱情,體驗科學(xué)探究的艱辛與喜悅,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。重 點原電池的概念與構(gòu)成條件難 點用已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的條件和裝置知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一)一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化1、定義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池(primary battery )鋅片:溶解、失電子,做負極,電極反應(yīng):Zn-2e=Zn2+銅片:有氣泡產(chǎn)生,得電子,做正極,電極反應(yīng):2H+2e = H2 總反應(yīng)方程式:Zn+2H=Zn 2+ +H22、原電池反應(yīng)的本質(zhì):氧化還原反應(yīng)且是能自發(fā)進行的反應(yīng)(一般是放熱的)3.構(gòu)成原電池的條件有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒)做電極。 負極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 兩電極要相連接或接觸,形成閉合回路。自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。 4、原電池正負極的判斷方法(1) 由組成原電池的兩極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極;活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極(2) 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極(3) 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負極;得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動投影展示水能、風能、石油、電能等常見能源的圖片課前活動閱讀教材上的資料卡片,并思考什么是一次能源,什么是二次能源投影小結(jié)一次能源:直接從自然界取得的能源。二次能源:一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。創(chuàng)設(shè)情境多媒體動畫展示:熱電廠的生產(chǎn)過程講電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱為電力。利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電。火力發(fā)電中最主要的發(fā)電方式是汽輪機發(fā)電。汽輪機發(fā)電又稱為蒸汽發(fā)電,它利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽,用蒸汽沖動汽輪機,再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。問在火力發(fā)電的過程中,能量是怎樣進行轉(zhuǎn)換的?講在火力發(fā)電過程中,經(jīng)歷了一系列的能量轉(zhuǎn)換投影化學(xué)能 燃燒 熱能蒸汽 機械能發(fā)電機 電能問在火力發(fā)電的過程中,化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多,能源利用率低,造成能源的極度浪費。那么能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,提高能量的利用率呢?這就是這節(jié)課我們要解決的問題板書第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(一)一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化講火力發(fā)電的本質(zhì)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,再經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么,要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能而直接轉(zhuǎn)化為電能,所要解決的第一個問題是什么?講我們已經(jīng)學(xué)習了有關(guān)金屬的一些知識,了解了鋅和銅的性質(zhì)。鋅是比較活潑的金屬,能溶于稀硫酸,銅是不活潑金屬,不溶于稀硫酸。如果我們把鋅片和銅片連接在一起,同時放到稀硫酸中,會發(fā)生什么現(xiàn)象呢?下面我們做這個實驗。探究實驗實驗2-4實驗1:銅片和鋅片平行插入,且不接觸實驗現(xiàn)象鋅表面有氣泡產(chǎn)生,銅表面無明顯現(xiàn)象離子方程式Zn +2H = Zn 2+ +H2 思考問題1.反應(yīng)中,哪種物質(zhì)失電子,哪種物質(zhì)得電子?2.Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H+的?3.什么方法可使Zn與H 分開,不讓H直接在Zn表 面得電子?結(jié)論用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來講若將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在兩個不同區(qū)域進行,那么,怎樣架設(shè)橋梁使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域,同時形成電流?實驗2:銅片和鋅片平行插入,用導(dǎo)線連接實驗現(xiàn)象大量氣泡從銅片逸出,鋅片部分溶解離子方程式Zn +2H = Zn 2+ +H2 思考問題1.H+ 得到的電子是Cu失去的嗎?2.在這個過程中Cu起什么作用?3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過?結(jié)論Cu起傳導(dǎo)電子的作用??捎秒娏鞅頊y電流及方向。講怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子通過,如何從電學(xué)角度考慮儀器的選擇和組裝問題?實驗3:銅片和鋅片平行插入,用導(dǎo)線連接,并在導(dǎo)線間連接電流表實驗現(xiàn)象鋅表面無氣泡,銅表面有氣泡,電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。現(xiàn)象解釋電子由Zn導(dǎo)線銅片H定向移動產(chǎn)生電流,故電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。思考問題1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑?2.你認為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的?結(jié)論化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能講要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,必須使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同的區(qū)域進行,同時架設(shè)橋梁,使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域,形成電流。這樣將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池板書1、定義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池(primary battery )投影Flash動畫展示:Zn Cu 原電池中電子的得失及流動情況,內(nèi)電路中離子的移動情況,從微觀角度加深對學(xué)生原電池工作原理的理解。小結(jié)分析在Zn Cu 原電池中,鋅片、銅片兩個區(qū)域得失電子的情況,并用式子表示出來板書鋅片:溶解、失電子,做負極,電極反應(yīng):Zn-2e=Zn2+銅片:有氣泡產(chǎn)生,得電子,做正極,電極反應(yīng):2H+2e = H2 總反應(yīng)方程式:Zn+2H=Zn 2+ +H2講原電池反應(yīng)所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是氯化還原反應(yīng),書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:1、寫出總化學(xué)方程式2、根據(jù)總化學(xué)反應(yīng)方程式按照電子得失情況,分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)3、氧化反應(yīng)在負極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,注意介質(zhì)參與反應(yīng)??偟幕瘜W(xué)反應(yīng)方程式是正負電極反應(yīng)相加的結(jié)果,反過來也可以相減,得電極反應(yīng)。電極反應(yīng)也遵守質(zhì)量守恒,電荷守恒及正、負極得失電子數(shù)相等的規(guī)律。書寫電極方程式時要注意幾點:1、 根據(jù)給出的化學(xué)方程式或根據(jù)題意,確定原電池的正負極,弄清正負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。2、 弱電解質(zhì)、氣體或難溶物均以分子式表示,其余以離子符號表示。3、 注意電解質(zhì)溶液的成分,對正極、負極反應(yīng)產(chǎn)物的影響,正、負極產(chǎn)物可根據(jù)題意或據(jù)化學(xué)方程式確定。4、 寫電極反應(yīng)時要遵守守恒原則,可在電極反應(yīng)式一端據(jù)需要添加H或OH或H2O,將兩個電極反應(yīng)式合起來,即可得到電池反應(yīng)總方程式。點擊試題講通過以上的討論,我們也可以抽象出原電池化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)板書2、原電池反應(yīng)的本質(zhì):氧化還原反應(yīng)且是能自發(fā)進行的反應(yīng)(一般是放熱的)講上面,我們通過實驗探究了解了原電池的工作原理,初步形成原電池的概念,那么,原電池是由哪些部分組成的?也即原電池的構(gòu)成條件是什么?科學(xué)探究探究目標:根據(jù)已有的氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識,利用提供的實驗用品,設(shè)計一套原電池裝置,探究原電池的構(gòu)成條件實驗1、如果兩極的材料組成相同和不同時,將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?實驗2如果溶液的導(dǎo)電性強弱不同時,將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?實驗3如果兩個電極在同一容器和不同容器中將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?學(xué)生分組總結(jié)匯報實驗結(jié)果和實驗結(jié)論,師生共同交流探討,得出結(jié)論板書3.構(gòu)成原電池的條件有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒)做電極。 負極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 兩電極要相連接或接觸,形成閉合回路。自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。 講在這里我們要注意的是,原電池中,負極的金屬性比正極強。電極可能與電解質(zhì)反應(yīng),也可能與電解質(zhì)不反應(yīng)。形成閉合回路的方式有多種,可以是導(dǎo)線連接兩個電極,也可以是兩電極接觸。有的原電池產(chǎn)生的電流大,可以對外做功;有的原電池,電極上發(fā)生的反應(yīng)很慢,產(chǎn)生的電流極其微弱,不能對外做功講最后,我們總結(jié)一下原電池正負極的判斷方法板書4、原電池正負極的判斷方法(1) 由組成原電池的兩極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極;活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極(2) 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極(3) 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負極;得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極講除此之外,還可根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向來判斷:在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi),陽離子的移向的極是正極,陰離子移向的極是負極。還有,若原電池工作后,X極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在X極(正極)放電,X級活動性較弱。若原電池工作后,X極上有氣泡冒出,是因為發(fā)生了析出H2的電極反應(yīng),說明X極為正極,活動性弱。即增重或產(chǎn)生氣泡的為正極,溶解的為負極。但有些特殊情況要考慮電極與電解質(zhì)溶液的反應(yīng),例如,Mg、Al與NaOH溶液構(gòu)成的原電池中Al作負極。點擊試題題型1 原電池的判斷題型2 原電池的工作原理2.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣,該金屬與鋅組成原電池時,鋅為負極,此金屬是( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時,電解質(zhì)溶液的 PH( )A.不變 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小題型3 利用原電池電極判斷金屬性強弱4.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡,b、d相連時,b上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動性順序由強到弱的為( ) Aa > b > c > d Ba > c > d > b Cc > a > b .> d Db > d > c > a 題型4 原電池的構(gòu)成條件5.一個電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是( )題型5 原電池電極反應(yīng)的書寫6、科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料,依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進行工作,回答下列問題 (1)負極材料是_ 電極反應(yīng)式是_(2)正極材料是_ 電極反應(yīng)式是_課后作業(yè)案例分析:在倫敦的上流社會,有一位貴族夫人格林太太,幼年時因蛀牙補過一顆不銹鋼的假牙。不料后來,她又因為車禍掉了一顆牙,為了顯示其富有,她裝了一顆黃金假牙。自此以后,她就經(jīng)常出現(xiàn)頭痛、失眠心情煩燥等癥狀。更奇怪的是,眾多的醫(yī)學(xué)家為她檢查后,都找不到病因是什么。這位夫人整日感到精神萎靡,找遍各大醫(yī)院會診也不見效果。格林太太的病因到底是什么呢?請同學(xué)根據(jù)本節(jié)的知識和我們生物學(xué)上的常識進行一下診斷。教學(xué)回顧:教 案課題:第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能(二)授課班級課 時教學(xué)目的知識與技能在獲得原電池概念和組成條件的基礎(chǔ)上,能設(shè)計出一些原電池實驗,學(xué)習實驗研究的方法過程與方法1、 在探究設(shè)計原電池實驗的過程中,學(xué)會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息,并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工2、 能對自己的化學(xué)學(xué)習過程進行計劃、反思、評價和調(diào)控,提高自主學(xué)習化學(xué)的能力情感態(tài)度價值觀1、有參與化學(xué)科技活動的熱情,有將原電池知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識,能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題作出合理的判斷2、了解原電池對個人生活和社會發(fā)展的貢獻,關(guān)注能源問題,逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想 重 點在實驗探究的基礎(chǔ)上認識原電池的組成及應(yīng)用難 點對研究成果以及學(xué)習過程和結(jié)果的評價和反思知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計知識拓展-原電池的應(yīng)用制作化學(xué)電源加快反應(yīng)速率:判斷金屬活動性的強弱揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。二、發(fā)展中的化學(xué)電源(chemical power source)1干電池( dry cell)負極(鋅筒):Zn 2e= Zn2+;正極(石墨):正極:2NH4+2e=2NH3+H2電池的總反應(yīng)式為:Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H2副反應(yīng):副反應(yīng):H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=Zn(NH3)42+2、充電電池(1) 鉛蓄電池(storage battery)負極:Pb-2e-+SO42=PbSO4 正極:PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O蓄電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(2)鎳氫電池負極:H2 +2OH 2e= 2H2O 正極:2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH 放電總反應(yīng)式:H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 (3)堿性蓄電池銀鋅電池: 負極:Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 鎘鎳電池:負極:Cd2OH-2e=Cd(OH)2 正極:2NiO(OH)+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH鎘鎳電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:2NiO(OH)Cd2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2(4) 鋰電池 負極:Li - e- = Li+ 正極:MnO2 + e- = MnO2-總反應(yīng)式:Li + MnO2 = LiMnO23燃料電池(fuel cell)(1) 氫氧燃料電池(堿性)電極反應(yīng):負極:2H2+4OH2e=4H2O正極:O2+2H2O+2e=4OH電池的總反應(yīng)為:2H2 + O2 = 2H2O若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負極:2H2 4e=4H+ 正極:O2+ 4H+ + 4e= 2H2O 放電總反應(yīng)式: 2H2 + O2 = 2H2O (2) 甲烷氧氣燃料電池負極:CH4+10OH-8e=CO32+7H2O 正極:2O2+4H2O+8e=8OH電池的總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動知識回顧1、原電池的原理2、簡單的原電池的正負極和電子流向如何?過上節(jié)課我們重點學(xué)習了原電池的原理和構(gòu)成條件,那么原電池的原理又是如何應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活領(lǐng)域上的呢?板書知識拓展-原電池的應(yīng)用制作化學(xué)電源加快反應(yīng)速率:講例如,實驗室制H2 時,由于鋅太純,反應(yīng)一般較慢,可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。板書判斷金屬活動性的強弱揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。講鋼鐵中含有碳,可與Fe組成原電池,發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕講有一位非常喜歡趕時髦的富商決定建造一艘海上游艇,為了使游艇奢侈豪華,他不惜重金讓造船師用昂貴、漂亮、對海水有很強抗腐蝕能力的鎳銅合金將船底包起來,由于這種合金的金屬強度不夠大,造船師又不得不用特種鋼來制造游艇的許多零件。在一片贊美聲中,游艇緩緩駛進了大海,暢游于碧海波濤中??墒俏催^幾周,這艘游艇底部變得千瘡百孔,過早結(jié)束了它的使命。你能解釋其中的原因嗎?引言人們應(yīng)用原電池原理,制作了多種電池,如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等,以滿足不同需要。我們課我們具體來學(xué)習幾種利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。板書 二、發(fā)展中的化學(xué)電源(chemical power source)講最古老的電池 巴格達電池1936年6月,伊拉克考古學(xué)家在巴格達城郊,發(fā)現(xiàn)了大量公元前二百多年屬于波斯王朝時代的文物,其中包括一些奇怪的陶制器皿和生銹的銅管、鐵棒。陶制器皿有點像花瓶,高15厘米,呈淡黃色,瓶里裝滿了瀝青,瀝青之中有個鈾管,直徑2.6厘米,高9厘米,鈾管中又有一層瀝青,并有一根銹跡斑斑的鐵棒。 講上述原電池的結(jié)構(gòu)較簡單,攜帶也不方便,當今的電池工業(yè)已能制造出各種各樣的實用電池。實用電池一般應(yīng)具有的特點是:能產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流:安全、耐用且便于攜帶;能夠適用于特殊用途;便于回收處理,不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生較小的影響,下面我們來簡單介紹幾種常見電池和新型電池。板書 1干電池( dry cell)講干電池是用鋅制圓筒型外殼作負極,位于中央的頂蓋有銅的石墨作正極,在石墨周圍填充NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì),還填有MnO2和炭黑(ZnMn電池) 板書負極(鋅筒):Zn 2e= Zn2+;正極(石墨):正極:2NH4+2e=2NH3+H2電池的總反應(yīng)式為:Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H2副反應(yīng):副反應(yīng):H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=Zn(NH3)42+講淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩極的析出速率。ZnCl2的作用是吸收NH3。MnO2作用是吸收正極放出的H2生成MnO(OH) ,從而消除電極正極H2的集結(jié)現(xiàn)象,防止產(chǎn)生極化。干電池是一次性電池,放電后不能再使用,內(nèi)部氧化還原反應(yīng)不可逆。為提高使用壽命,用KOH代替NH4Cl來提高性能。干電池的主要用途是錄音機、閃光燈、手電筒、電動玩具、袖珍電視機以及電極、空調(diào)搖控器等。過充電電池又稱二次電池 。可充電電池是兩極都參加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池,如鉛蓄電池、銀鋅電池、(紐扣電池)、鋰電池、愛迪生蓄電池等,它們的負極是較活潑的金屬,正極一般是金屬氧化物。放電時,負極被氧化。正極材料的氧化物被還原,充電時的電極反應(yīng)與放電時相反。板書2、充電電池(1) 鉛蓄電池(storage battery)講鉛蓄電池可放電亦可充電,它是用硬橡膠和透明塑料制成長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色的PbO2,負極是海棉狀的金屬鉛,兩極均浸入硫酸溶液中,且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。 板書負極:Pb-2e-+SO42=PbSO4正極:PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O蓄電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O講當放電進行到硫酸的濃度降低,溶液的密度達到1.18g/cm3時應(yīng)停止使用,需充電,充電時起電解池的作用。思考與交流鉛蓄電池在放電前后電解質(zhì)溶液和電極分別有哪些變化?這對電池的繼續(xù)工作會帶來哪些影響? 電解質(zhì)溶液的濃度有所下降,同時電極上都附著一層難溶物PbSO4 使電池的電壓降低,電壓不穩(wěn)定,欲使其恢復(fù),就要對其進行充電板書(2)鎳氫電池負極:H2 +2OH 2e= 2H2O 正極:2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH 放電總反應(yīng)式:H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 講1970-1975開發(fā)了先進的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。1975-1983美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。1998-1992美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水板書(3)堿性蓄電池銀鋅電池: 負極:Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2講正極殼填充Ag2O和石墨,負極蓋填充鋅汞合金,電解質(zhì)溶液KOH。板書 鎘鎳電池:負極:Cd2OH-2e=Cd(OH)2正極:2NiO(OH)+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH鎘鎳電池充電和放電的總化學(xué)方程式為:2NiO(OH)Cd2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2講 講解負極材料:Cd,正極材料:涂有NiO2,電解質(zhì):KOH溶液。鎳鎘電池壽命較蓄電池長,但鎘是致癌物,鎳鎘污染環(huán)境。講還有一種廣泛用于筆記本電腦、移動電話、攝像機的鋰離子電池,其壽命較長,被稱為綠色電池板書(4) 鋰電池 負極:Li - e- = Li+正極:MnO2 + e- = MnO2-總反應(yīng)式:Li + MnO2 = LiMnO2講優(yōu)點:質(zhì)量輕、容量大、放電時間長。鋰電池是一種高能電池,鋰作為負極,技術(shù)含量高,有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點。常用于電腦筆記本、手機、照相機、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動力電源。 講還有一種新型高效氫氧燃料電池,主要用于航天領(lǐng)域,它的電極一般為活化電極,具有很強的催化活性,如鉑電極、活性炭電極等,電解質(zhì)溶液為40%KOH溶液。板書3燃料電池(fuel cell)(1) 氫氧燃料電池(堿性)電極反應(yīng):負極:2H2+4OH2e=4H2O正極:O2+2H2O+2e=4OH電池的總反應(yīng)為:2H2 + O2 = 2H2O講該電池的特點是能量轉(zhuǎn)化率高,可達70%以上,且其燃燒的產(chǎn)物為水,因此不污染環(huán)境。板書 若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負極:2H2 4e=4H+ 正極:O2+ 4H+ + 4e= 2H2O 放電總反應(yīng)式: 2H2 + O2 = 2H2O 講新型燃料電池:該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,又在兩極上分別通甲烷和氧氣。板書(2) 甲烷氧氣燃料電池負極:CH4+10OH-8e=CO32+7H2O正極:2O2+4H2O+8e=8OH電池的總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O教學(xué)回顧: