教案 化学能与电能（第２课时）.docx

第二节 化学能与电能
第2课时
教学目标
宏观辨识与微观探析：
1、了解常见化学电池的组成与应用。
2、了解新型燃料电池的组成和工作原理。
3、掌握简单的电极反应的书写
科学探究与创新意识
通过学习常见化学电源，体会化学能转化为电能的社会应用，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。
科学态度与社会责任：
通过对常见化学电源的优缺点的探讨，树立能源观、环保观、转化观，增强社会使命感。
教学方法：练习、阅读、讲解、讨论相结合

教师活动
学生活动
设计意图
复习提问：
下列装置哪些可以形成原电池?
若能形成原电池写出电极反应式，并指出电子流动方向。

小结：
1．原电池：将化学能转变为电能的装置。
2、组成原电池的条件：
两极一液一回路，须自发。
注意：很活泼的金属不能作原电池的负极，如K、Na、Ca等
3．两极的名称及判断方法：
负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；
正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。
判断方法：
① 根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；
② 根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；
③ 根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
④ 根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；
⑤ 根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。
练习一：
下图为由Ｘ、Ｙ两种金属和稀硫酸组成的原电池，Ｘ表面无气泡、Ｙ表面有气泡产生，Ｘ与Ｙ分别作什么极？谁的金属性更强？

练习二
用镁、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中，判断原电池的正极、负极。
练习三
用铜、铝作电极构成原电池，分别插入稀硫酸、浓硝酸溶液中，判断原电池的正极、负极，并写出相关电极反应。
归纳：
电极的活泼性除了与金属活动性有关外，还与电解质溶液的环境有关，由此可见，“谁活泼谁负极”作为原电池中电极判断的方法并不是万能的，应该根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应。
4．电极反应式和总反应式：以铜、锌和稀硫酸组成的原电池为例
负极(锌片)：Zn－2e－==Zn2＋（氧化反应）
正极(铜片)：2H＋＋2e－==H2↑（还原反应）
总反应：Zn＋2H＋== Zn2＋＋H2↑
5．原电池原理的应用：
（1）加快氧化还原反应的速率。
（2）制造多种多样的化学电源。
（3）比较金属活动性的强弱。
（4）防止金属的腐蚀。
二、发展中的化学电源
1、干电池
常见的化学电池是锌锰电池
负极（锌）：Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应）
正极（石墨）：2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（还原反应）
【学与问】 原电池的缺陷：即使断开外电路时，负极也在反应，使得原电池无法长时间储放。锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效（作为电解质的NH4Cl的水溶液显酸性）使用和保存时应注意什么？
自己收集废旧干电池将其破开观察干电池

改进原电池的策略
关键问题：在断开外电路时，让负极化学反应停止或者缓慢反应
技术攻关方向：改换电解质——干电池、碱性电池
改换电极材料——燃料电池
【讲解】为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池。
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。
（1）铅蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池
（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
学生阅读课本P４３观察其构造

3、燃料电池
氢氧燃料电池：是一种高效、环境友好的发电装置。
让学生通过阅读课本了解各种化学电源，通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。

【思考与交流】
如何科学合理地使用充电电池？

废旧电池的回收利用
废电池中含有汞、镉、铬、铅等等大量毒性很强的重金属，随处丢弃会给土壤、水源等环境造成严重的污染，并通过人类的食物链给人体健康造成威胁和危害。另一方面，废电池中的有色金属是宝贵的自然资源，如果能回收再利用这些废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的破坏，而且也是对资源的节约。

[板书设计]
1、两极的名称及判断方法：
负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；
正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。
判断方法：
2、电极反应式和总反应式：以铜、锌和稀硫酸组成的原电池为例
负极(锌片)：Zn－2e－==Zn2＋（氧化反应）
正极(铜片)：2H＋＋2e－==H2↑（还原反应）
总反应：Zn＋2H＋== Zn2＋＋H2↑
3、原电池原理的应用：
（1）加快氧化还原反应的速率。
（2）制造多种多样的化学电源。
（3）比较金属活动性的强弱。
（4）防止金属的腐蚀。
二．发展中的化学电源
1、干电池
常见的化学电池是锌锰电池
负极（锌）：Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应）
正极（石墨）：2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（还原反应）
2、充电电池
（1）铅蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池
（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
3、燃料电池
氢氧燃料电池：
废旧电池的回收利用