《化學電源》優(yōu)課教案

三維目標：

［知識與技能］:

1.了解常見化學電源的分類。

2.掌握幾種典型化學電池的電極方程式。

3.會判斷常見的化學電源的優(yōu)劣。

［過程與方法］:

1.引導學生自主學習，了解有關化學電源和新型化學電池

的相關知識。

2.培養(yǎng)小組討論、合作探究、歸納總結的學習能力。

［情感態(tài)度與價值觀］:

感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環(huán)

境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀。

重點：

1.常見化學電源電極方程式的書寫。

2.常見化學電源優(yōu)劣的判斷方法。

難點：

1.常見化學電源電極方程式的書寫。

2.探究化學電源的研究和發(fā)展方向。

教學方法：

高效課堂6+1模式（包括“導”、“思”、“議”、“展“評”、

“檢”六個環(huán)節(jié)）。

教具準備：課堂導學提綱，大屏幕投影輔助設備，各類電池。

教學課時：一課時

教學過程：

［導入新課］

原電池裝置盡管能夠將化學能直接轉化為電能，但是能量轉

化效率太低，而且缺乏實用性。我們現(xiàn)在使用的各種化學電池都

是科技人員在原電池這一理論模型的基礎之上，在不斷地實踐中

應用各種不同的材料和技術設計出的具有更高的能量轉化效率、

供能穩(wěn)定可靠、電容量大、工作壽命長、使用維護方便的各種實

用電池。各種化學電池的性能也不盡相同，這些化學電源的反應

原理是什么？如何判斷一種電池性能的優(yōu)劣？化學電源的發(fā)展

史和將來發(fā)展的方向是什么？帶著這些問題讓我們一同步入今

天的課堂。

［推進新課］

在日常生活和學習中，你用過哪些電池？你還知道哪些電

池？

［學生回答］

干電池、紐扣電池、鉛蓄電池等。

［視頻展示］

一次電池如堿性鋅鎰干電池、疊層電池，紐扣電池；二次電

池又叫充電電池或蓄電池。如攝相機專用電池、筆記本電腦專用

電池、手機專用電池；燃料電池如氫氧燃料電池等。

［引入化學史］

這些電源與我們的生活和生產(chǎn)息息相關，同時也成為我們生

活、生產(chǎn)的重要組成部分。事實上這些電源的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)凝結著

無數(shù)科學家長期研究的結果，且常用的電池遠遠不止這幾種。

［自讀深思］

［學生活動一］

閱讀課本P75--P77相關內(nèi)容完成到學案表格。

［成果展示］

視頻展示。

一、化學電源

［學生活動二］

已知堿性鋅鎰干電池的總反應式：

Zn+2Mn02+2H20=2Mn00H+Zn（OH）2構造如圖所示，其中MnOOH中

鎰元素的化合價為+3價，請用雙線橋法分析該氧化還原反應，

并寫出該電池的正負極電極反應式。

［教師導學］

［成果展示］

請2個小組（1個基本正確的和1個有書寫缺陷的）去黑板

展示，并要求其他同學通過橫向，縱向比較，作出相應評價。

［教師點評］

負極:Zn-2e-+20H-=Zn（0H）2（氧化反應）

正極：2Mn02+2e-=2H20=2Mn00H+20H-（還原反應）

負。

陰極:PbS04(s)+2e-=Pb(s)+S042-(aq)(還原反應)

陽極：PbS04(s)+2H20(l)-2e-=

Pb02(s)+4H+(aq)+S042-(aq)

(氧化反應)

總反應:Pb(s)+Pb02(s)+2H2S04(aq)=2PbS04(s)+2H20(I)

鉛蓄電池充電放電過程互為可逆反應：

Pb(s)+Pb02(s)+2H2S04(aq)2Pbs04(s)+2H20(I)

［學生活動四］

氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鈾作電極，使

用酸性(H2s04)介質(zhì)，工作原理如圖所示，試寫出其電極反應

式。

［教師導學］

［成果展示］

同上。

［教師點評］

(酸性)負極：2H2-4e-=4H+

正極：02+4e-+2H+=2H20

總反應：2H2+02=2H20

優(yōu)點：①能量轉化率超過80%,遠高于普通燃燒過程(能量

轉化率僅為30%多)，有利于節(jié)約能源。

②可組合成燃料電池發(fā)電站，排放廢棄物少，運行噪音低,

被譽為“綠色”發(fā)電站。

缺點：①輸出電壓較低，需串聯(lián)使用，體積較大。

②由于要連續(xù)不斷地供給反應物，排除生成物，因此，附屬

設備較多，不方便。

［教師講述］

除氨氣以外，燒、腫、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體均可作

燃料電池的燃料，除純氧氣外，空氣中的氧氣也可以作氧化劑。

書寫電極反應式時燃料在負極上發(fā)生反應，氮氣在正極上發(fā)生反

應。

二、廢棄電池的處理

廢舊電池中含有重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，隨意丟棄，對生

態(tài)環(huán)境和人體健康有很大危害。廢舊電池的回收利用刻不容緩。

［隨堂檢測］

1.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到

了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應

為Li+Mn02=LiMnO2,下列說法正確的是（）

A、Li是正極，電極反應為Li—e-=Li+

B、Li是負極，電極反應為Li-e-=Li+

C、Li是負極，電極反應為Mn02+e-=Mn02-

D、Li是負極，電極反應為U-2e-=Li2+

2.氫氧燃料電池是一種高效、低污染的新型電池，主要用于

航天領域。它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性,

如銷電極、活性炭電極等。該電池為燃料，為氧化劑，可用性

電解質(zhì)（如稀H2S04）,也可用堿性電解質(zhì)（如KOH）。當氫氧

燃料電池用堿性電解質(zhì)時，電極反應為：負極：

正極：

總反應式：：

［學生總結］

書寫電極反應式應注意以下幾點：

1.電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)

則（如“拆”、“平”）；

2.將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總

反應減去一極反應即得到另一極反應；

3.負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，

與溶液的酸堿性有關.

三、化學電池的發(fā)展方向

學生談談今后電池的發(fā)展方向。

主要方向：綠色環(huán)保、質(zhì)量輕、體積小、容量大、使用壽命

長，價格便宜。

同學們剛才說的這些都很好，只要留心觀察生活中處處都有

化學。祝愿你們在以后的學習生活中多多用化學知識來豐富我們

的生活。

［作業(yè)布置］

1.試寫出甲烷燃料電池酸性介質(zhì)、堿性介質(zhì)下的電極反應

式。

2.調(diào)查市場常見電池的種類、應用和回收價值。

附：［板書］

一、化學電源

一次電池

堿性鋅鎰干電池：

負極(鋅筒)：Zn+20H——2e—=Zn(OH)2；

正極(石墨)：正極：2Mn02+2H20+2e一=2Mn00H+20H-

總反應式:Zn+2MnO2+2H2O=2Mn00H+Zn(OH)2

二次電池

鉛蓄電池

放電的電極反應為：

負極：Pb+-2e=PbS04i

正極：Pb02(s)+4H+(aq)+S042-(aq)+2e-=PbS04(s)+2H20(I)

(還原反應)

總反應:Pb(