2018-2019学年人教版选修4第4章第2节化学电源教案
2018-2019学年人教版选修4第4章第2节化学电源教案第2页

信息技术应用分析 知识点 学习目标 媒体内容与形式 课程导入 了解一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理 PPT 电池的分类及介绍 掌握一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理,性能及其应用;会判断电池的优劣。

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(特效交互功能) 课堂小结 认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位;了解环境保护在生产生活中的重要作用 视频展示 教

计 师生活动 一、复习原电池相关知识

[引入]1、讨论交流如果没有电池我们的生活会变成什么样?

2、引导以Cu-Zn 原电池为例让学生回顾有关原电池的知识。

【学生思考、讨论】

1.构成原电池的条件

2.原电池的原理(以Cu-Zn 原电池为例)

负极(Zn):Zn - 2e = Zn 2+

正极(Cu):2H+ +2e = H2↑

总反应:Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2↑

二、引入伏打电池

【视频展示】

电池的历史和伏打电池

【学生讨论总结】

伏打电池有什么缺陷?

电解质为硫酸溶液,不便于携带,伏打电池工作持续性差不能够推广使用

分析伏打电池的缺陷

【提问】

如果你是伏打,你想如何对你的电池进行改进?

【讨论交流】......

【汇报结果】

① 将电解质制成固体;开发高能电池

培养学生分析、归纳能力;培养学生的创新思维能力

导入碱性锌锰电池

【视频展示】

碱性锌锰电池的构造

【提问】

碱性锌锰电池的反应原理

【学生讨论交流】

电极反应:

负极:Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e- = Zn(OH)2(S)

正极:2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq)

总反应:

Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S)

分析讨论碱性锌锰电池优缺点

【要求学生交流】碱性锌锰电池的主要的性能、使用范围,应用前景以及缺陷等方面的知识。

【汇报总结】优点:比普通电池性能好,它的比能量和可储存时间均由提高,适用于大电流和连续放电,是民用电池的升级换代产品。缺点:放电完了,不能再用

引入蓄电池,引导学生分析、讨论其反应原理

导入二次电池

【视频展示】

铅蓄电池的构造

【提问】

铅蓄电池电池的反应原理

【汇报交流】电极反应:(放电时) 可以自发进行

负极:Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s)

正极:PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)

总反应:Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

电极反应:(充电时) 不能自发进行

阴极:PbSO4(s)+ 2e- = Pb(s)+ SO42-(aq)

阳极:PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42- (aq)

总反应:2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)

学生进一步分析讨论蓄电池的优缺点

【要求学生讨论】蓄电池在应用中存在的优缺点。

【汇报总结】优点:电压稳定,使用方便,安全可靠,价格低廉,可多次重复使用。

缺点:比能量低,笨重,废弃电池污染环境

学生讨论交流形电池对环境造成的污染

展示资料幻灯片:

对自然环境威胁最大的五种物质:铬、镉、铜、铅、汞及对人类造成的危害;

干电池的负极材料:锌汞齐,1节1号干电池会使1 m2 的土地永久实效,而仅我国一年就生产各种电池上亿节。

学生相互交流上述各种电池的共同缺陷【提出问题】:

上述各种电池的共同缺陷是什么?如何改进?

分析:

干电池中的汞、蓄电池中的铅、镉,三种金属都是对自然环境威胁最大的物质,都会造成环境污染

引入燃料电池,引导学生分析、讨论其反应原理

【视频导出】

燃料电池,展示氢氧料电池,分析其反应原理

酸性介质电极反应:

负极:2H2 - 4e- = 4H+

正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O

总反应: 2H2 + O2 = 2H2O

碱性介质的电极反应:

负极:2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O

正极:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-

总反应: 2H2 + O2 = 2H2O

学生进一步分析讨论燃料电池的优缺点

【提出问题】:

燃料电池有哪些优缺点?

【汇报总结】优点:能量转换率高;可组合成燃料电池发电站,废弃物少,噪音低。

缺点:输出电压低,需串联使用,体积较大;需连续供给反应物,排除生成物,附属设备多

引导学生探讨电池优劣的判断标准以及对未来的电池的设想。【学生讨论】

电池优劣的判断标准什么?

你设想未来的电池应该具有那些特点?

【引领学生完成课堂总结】