化学人教版 (新课标)第二节 化学能与电能第二课时教案及反思

课题

化学能与电能（第二课时）

教学目标

（1）复习原电池原理

（2）掌握简单的电极反应的书写

（3）了解常见化学电池的组成与应用。

（4）了解新型燃料电池的组成和工作原理。

重点

原电池的原理

难点

原电池原理在生产、生活中的实际运用[来源:www.shulihua.net]

教学方法

练习、阅读、讲解、讨论相结合

仪器、用品

教师活动

学生活动

设计意图

让学生展示自己制作的“水果电池”并演示，“水果电池”能使二极管发光。

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。

[来源:www.shulihua.net]

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：
    ①有两种活泼性不同的金属或金属跟导电非金属作电极且用导体相连；
    ②有电解质溶液或熔融的电解质；
    ③电极与电解质溶液组成闭合回路；
    ④具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。
注意：很活泼的金属不能作原电池的负极，如K、Na、Ca等[来源:数理化网]

练习一

练习二

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。

练习三

练习四

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。

练习五

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P40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[来源:www.shulihua.net]

（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