《化學(xué)電源》優(yōu)課教案

三維目標(biāo)：

［知識(shí)與技能］:

1.了解常見化學(xué)電源的分類。

2.掌握幾種典型化學(xué)電池的電極方程式。

3.會(huì)判斷常見的化學(xué)電源的優(yōu)劣。

［過程與方法］:

1.引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，了解有關(guān)化學(xué)電源和新型化學(xué)電池

的相關(guān)知識(shí)。

2.培養(yǎng)小組討論、合作探究、歸納總結(jié)的學(xué)習(xí)能力。

［情感態(tài)度與價(jià)值觀］:

感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會(huì)引起的環(huán)

境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀。

重點(diǎn)：

1.常見化學(xué)電源電極方程式的書寫。

2.常見化學(xué)電源優(yōu)劣的判斷方法。

難點(diǎn)：

1.常見化學(xué)電源電極方程式的書寫。

2.探究化學(xué)電源的研究和發(fā)展方向。

教學(xué)方法：

高效課堂6+1模式（包括“導(dǎo)”、“思”、“議”、“展“評(píng)”、

“檢”六個(gè)環(huán)節(jié)）。

教具準(zhǔn)備：課堂導(dǎo)學(xué)提綱，大屏幕投影輔助設(shè)備，各類電池。

教學(xué)課時(shí)：一課時(shí)

教學(xué)過程：

［導(dǎo)入新課］

原電池裝置盡管能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，但是能量轉(zhuǎn)

化效率太低，而且缺乏實(shí)用性。我們現(xiàn)在使用的各種化學(xué)電池都

是科技人員在原電池這一理論模型的基礎(chǔ)之上，在不斷地實(shí)踐中

應(yīng)用各種不同的材料和技術(shù)設(shè)計(jì)出的具有更高的能量轉(zhuǎn)化效率、

供能穩(wěn)定可靠、電容量大、工作壽命長(zhǎng)、使用維護(hù)方便的各種實(shí)

用電池。各種化學(xué)電池的性能也不盡相同，這些化學(xué)電源的反應(yīng)

原理是什么？如何判斷一種電池性能的優(yōu)劣？化學(xué)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(jìn)新課］

在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池？你還知道哪些電

池？

［學(xué)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(jī)專用電池、筆記本電腦專用

電池、手機(jī)專用電池；燃料電池如氫氧燃料電池等。

［引入化學(xué)史］

這些電源與我們的生活和生產(chǎn)息息相關(guān)，同時(shí)也成為我們生

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

無數(shù)科學(xué)家長(zhǎng)期研究的結(jié)果，且常用的電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這幾種。

［自讀深思］

［學(xué)生活動(dòng)一］

閱讀課本P75--P77相關(guān)內(nèi)容完成到學(xué)案表格。

［成果展示］

視頻展示。

一、化學(xué)電源

［學(xué)生活動(dòng)二］

已知堿性鋅鎰干電池的總反應(yīng)式：

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

鎰元素的化合價(jià)為+3價(jià)，請(qǐng)用雙線橋法分析該氧化還原反應(yīng)，

并寫出該電池的正負(fù)極電極反應(yīng)式。

［教師導(dǎo)學(xué)］

［成果展示］

請(qǐng)2個(gè)小組（1個(gè)基本正確的和1個(gè)有書寫缺陷的）去黑板

展示，并要求其他同學(xué)通過橫向，縱向比較，作出相應(yīng)評(píng)價(jià)。

［教師點(diǎn)評(píng)］

負(fù)極:Zn-2e-+20H-=Zn（0H）2（氧化反應(yīng)）

正極：2Mn02+2e-=2H20=2Mn00H+20H-（還原反應(yīng)）

負(fù)。

陰極:PbS04(s)+2e-=Pb(s)+S042-(aq)(還原反應(yīng))

陽(yáng)極：PbS04(s)+2H20(l)-2e-=

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

(氧化反應(yīng))

總反應(yīng):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(yīng)：

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

［學(xué)生活動(dòng)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(yīng)

式。

［教師導(dǎo)學(xué)］

［成果展示］

同上。

［教師點(diǎn)評(píng)］

(酸性)負(fù)極：2H2-4e-=4H+

正極：02+4e-+2H+=2H20

總反應(yīng)：2H2+02=2H20

優(yōu)點(diǎn)：①能量轉(zhuǎn)化率超過80%,遠(yuǎn)高于普通燃燒過程(能量

轉(zhuǎn)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(yùn)行噪音低,

被譽(yù)為“綠色”發(fā)電站。

缺點(diǎn)：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(yīng)物，排除生成物，因此，附屬

設(shè)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(yīng)式時(shí)燃料在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)，氮?dú)庠谡龢O上發(fā)生反

應(yīng)。

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(duì)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(cè)］

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(yīng)

為L(zhǎng)i+Mn02=LiMnO2,下列說法正確的是（）

A、Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i—e-=Li+

B、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+

C、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Mn02+e-=Mn02-

D、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)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(lǐng)域。它的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)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(dāng)氫氧

燃料電池用堿性電解質(zhì)時(shí)，電極反應(yīng)為：負(fù)極：

正極：

總反應(yīng)式：：

［學(xué)生總結(jié)］

書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)

則（如“拆”、“平”）；

2.將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總

反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；

3.負(fù)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(guān).

三、化學(xué)電池的發(fā)展方向

學(xué)生談?wù)劷窈箅姵氐陌l(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(zhǎng)，價(jià)格便宜。

同學(xué)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(xué)。祝愿你們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)生活中多多用化學(xué)知識(shí)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(yīng)

式。

2.調(diào)查市場(chǎng)常見電池的種類、應(yīng)用和回收價(jià)值。

附：［板書］

一、化學(xué)電源

一次電池

堿性鋅鎰干電池：

負(fù)極(鋅筒)：Zn+20H——2e—=Zn(OH)2；

正極(石墨)：正極：2Mn02+2H20+2e一=2Mn00H+20H-

總反應(yīng)式:Zn+2MnO2+2H2O=2Mn00H+Zn(OH)2

二次電池

鉛蓄電池

放電的電極反應(yīng)為：

負(fù)極：Pb+-2e=PbS04i

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

(還原反應(yīng))

總反應(yīng):Pb(