北京 必修2第二章 第二节化学能与电能教学设计4课时文档格式.docx

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【板书】一、化学能与电能的相互转化

【提问】什么是一次能源和二次能源？

【板书】1、燃煤发电的过程

【板书】2、燃烧的本质──氧化还原反应

【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，伴随着体系能量的变化。

要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。

如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来，这就是我们这节课要研究的重要知识点──原电池，这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来，类似于水库的蓄能。

【板书】3、原电池

【过渡】现在通过实验来探索怎样才能构成原电池。

其结构是怎样的？

【实验】

实 

验 

步 

骤

现 

象

1、锌片插入稀硫酸

2、铜片插入稀硫酸

3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸

【问题】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？

为什么？

3、锌片的质量有无变化？

溶液中c（H+）如何变化？

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？

5、电子流动的方向如何？

【学与问】根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？

你如何判定装置的正、负极？

【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。

这一变化过程可以表示如下：

锌片：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

铜片：

2H++2e-=H2↑（还原反应）

总反应：

Zn＋2H+=Zn2++H2↑

【板书】

（1）原电池的定义──将化学能转变为电能的装置叫做原电池。

（2）原电池的电极

负极：

发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极。

正极：

发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极

【过渡】现在让我们通过实验来研究构成原电池条件是什么。

是不是把两块金属用导线连接插入液体中就能产生电流呢？

是不是任何金属均可？

是不是一定要金属？

是不是任何溶液均可？

（3）组成原电池的条件

①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。

②电极材料均插入电解质溶液中（能自发进行氧化还原反应）。

③两极相连形成闭合电路。

（4）原电池的原理：

较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）。

课

内

练

习

1．某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是[]

A．MgB．Fe

C．AlD．Cu

2．某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该原电池正确的组成是[]

课后反思：

效果和很好，比历次上本部分效果都好，原因是实验很给力，宏观—微观—符号配合很好，学生配合也很好。

主备人：

陈宝凤党建宏

课题：

第二节化学能与电能

主讲人：

4第3课时授课时间：

了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；

引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。

感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起

环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。

通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。

教学方法：

[引课]们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同需要。

我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。

[板书]二、发展中的化学电源

[讲解]上述原电池的结构较简单，携带也不方便，当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。

下面我们来学习第一种：

[问题]生们阅读P37页，根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应，来推断在各种电池中，谁做负极，谁做正极，试写出在各电极上可能发生的电极反应及总反应。

1．干电池

负极（锌筒）：

Zn—2e—=Zn2+；

正极（石墨）：

2NH4++2e－=2NH3+H2

电池的总反应式为：

Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2

[讲解]干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充氯化铵和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉未，吸收正极放出H2。

淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。

【学与问】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？

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。

[板书]

Pb-2e-+SO42－=PbSO4

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

蓄电池充电和放电的总化学方程式为：

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

[讲解]当降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。

[板书]3．碱性蓄电池

【板书]银锌电池：

Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

银锌电池充电和放电的总化学方程式为：

Zn+Ag2O+H2O

2Ag+Zn（OH）2

[讲解]正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。

[板书]镉镍电池：

Cd＋2OH－-2e－=Cd（OH）2

2NiO（OH）+2e－+2H2O=2Ni（OH）2+2OH

镉镍电池充电和放电的总化学方程式为：

2NiO（OH）＋Cd＋2H2O

2Ni（OH）2＋Cd（OH）

[讲解]负极材料：

Cd，正极材料：

涂有NiO2，电解质：

KOH溶液。

[讲解]还有一种新型高效氢氧燃料电池，主要用于航天领域，它的电极一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等，电解质溶液为40%KOH溶液。

4．燃料电池（碱性）

2H2+4OH——2e—=4H2O

O2+2H2O+2e—=4OH—

电池的总反应为：

2H2+O2=2H2O

[讲解]该电池的特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。

[练习]新型燃料电池：

该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别

通甲烷和氧气。

写出电极反应式：

CH4+10OH—-8e－=CO32－+7H2O

2O2+4H2O+8e－=8OH－

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

[讲解]除上述四种电池外，还有铝—空气电池、海水电池、锂电池等各种电池。

[小结]由化学方程式书写电极反应式：

①找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；

②利用电荷守恒分别写出电极反应式；

③验证：

两电极反应式相加所得式子和原化学程式原化学方程式相同，则书写正确

6．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（）

A.在含铁元素较多的酸性土壤中

B.在潮湿疏松的碱性土壤中

C.在干燥致密不透气的土壤中

D.在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中

7．某原电池总反应离子方程式为：

2Fe3+Fe=3Fe2+，不能实现该反应的原电池是（）

A.正极为Cu、负极为Fe，电解溶液为FeC13溶液

B.正极为C、负极为Fe，电解溶液为Fe（NO3）3溶液

C．正极为Fe、负极为Zn，电解溶液为Fe2（S04）3溶液

D.正极为Ag、负极为Fe，电解溶液为CuS04溶液

堂

小

结

教后感

作

业

布

置

板

书

设

计

二、发展中的化学电源

2．铅蓄电池

3．碱性蓄电池

学生配合好，教学效果很好，单个别学生不太明白。

课题；

4第4课时授课时间：

在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，学习实验研究的方法

能从能量转化、装置、电极反应等方面原电池反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。

初步了解原电池在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。

习题课教学方法：

1、对于原电池的电池名称，叙述有错误的是（）

A、发生氧化反应的为负极B、正极为电子流入的一极

C、比较不活泼的金属为负极D、电流表偏向的为正极

2、把a、b、c、d4块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池：

若a、b相连时，a为负极；

c、d相连时，c为负极；

a、c相连时，c为正极；

b、d相连时，b为正极。

则这4种金属的活动性顺序由大到小为（）

A、a>

b>

c>

dB、a>

d>

b

C、c>

a>

b>

dD、b>

a

3、已知空气－锌电池的电极反应：

Zn－2OH－－2e－＝ZnO＋H2O，石墨：

1/2O2＋H2O＋2e－＝2OH－据次推断锌片是：

（）

A、负极，被氧化B、负极，被还原

C、正极，被氧化D、正极，被还原

4、下列关于原电池的叙述中，正确的是（）

A、原电池能将化学能转变为电能

B、原电池的负极得电子，发生还原反应

C、原电池工作时，其正极不断产生电子并经外电路流向负极

D、原电池的电极一定要由两种不同的金属组成

5、下列化学电池不易造成环境污染的是（）

A、锂电池B、锌锰电池

C、镍镉电池D、氢氧燃料电池

6、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（）

A、加热

B、不用稀硫酸，改用98％浓硫酸

C、滴加少量CuSO4溶液

D、不用铁片，改用铁粉

7、在铜锌硫酸原电池中，锌为极，电子，电极发生的是反应（填氧化或还原），电极反应式为；

铜为极，电子，电极发生的是反应，电极反应式为，铜片上观察到的现象为。

8、利用Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4设计一个原电池。

画出实验装置图。

并指出：

正极为，电极反应：

；

负极为，电极反应：

.

1．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。

X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）

A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞Y

C．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞X

2．某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是（）

A．镁B．铁C．铝D．铜

3．某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该原电池正确的组成是（）

正极

负极

电解质溶液

A．

Cu

Zn

HCl

B．

CuSO4

C．

D．

ZnCl2

4．已知空气-锌电池的电极反应为：

锌粒：

Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O

石墨：

O2+H2+2e—=2OH—。

根据判断，锌片是（）

A．正极，并被还原B．正极，并被氧化

C．负极，并被还原D．负极，并被氧化

5．铁在下列情况下腐蚀最快的是（）

A．铁放入海水中

B．将铁和锌连接后放入到海水中

C．将铁和锌连接后放入到淡水中

D．将铁和锡连接后放入到海水中

6．下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（）

A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多

B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强

C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能

D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极

7．氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入H2和O2，即可产生电流。

下列叙述中正确的是（）

A．通入H2的电极为正极

B．正极的电极反应O2+2H2O+4e－=4OH－

C．工作时，负极区溶液pH降低

D．工作时，溶液中的阴离子移向正极

8．人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电极反应为：

Zn＋2OH－—2e—＝ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋

2OH－。

据此判断，氧化银是（）

A．负极，并被氧化B．正极，并被还原

C．负极，并被还原D．正极，并被氧化

习题课，但是主题明确，师生生生配合融洽，教学效果很好。