高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源教案

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 化学电源教案，共4页。教案主要包含了化学电池等内容，欢迎下载使用。


课题：第四章 第二节化学电源

授课班级.
课 时
第二课时
教
学
目
的
知识
与
技能
了解化学电源的优点及其在个方面的应用，认识一次电池，二次电池和燃料电池，了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。
过程
与
方法
引导学生动手实验、分析实验、自主学习、独立思考，根据实验现象，学会分析、解决问题
情感
态度
价值观
在活动中增强团结、协作的合作意识，培养学生学习化学的兴趣，以及对立统一的辩证唯物主义观点
重 点
通过对化学电源的研究，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。
难 点
从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质
课型
讲授： 习题： 复习： 讨论： 其他：
集体备课教案
个人备课教案
【引入】
电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
【化学电池】：借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。
下面介绍化学电池的种类：
1．干电池：普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂吸收正极放出的H2，防止产生极化现象，即作去极剂，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
电极反应为：负极 Zn－2 e＝Zn2+
正极 2NH4+＋2 e＝2NH3＋H2
H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝ZnNH34]2+
干电池的总反应式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝ZnNH32Cl2＋Mn2O3＋H2O
或 2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝ZnNH32]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O
正极生成的氨被电解质溶液吸收，生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压15 V—16 V。在使用中锌皮腐蚀，电压逐渐下降，不能重新充电复原，因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小，性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
2．铅蓄电池：铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%～8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液密度为125—128 g / cm3中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。放电的电极反应为：
负极：Pb＋SO42-－2e ＝PbSO4↓
正极：PbO2＋4H+＋＋2e ＝PbSO4↓＋2H2O
铅蓄电池的电压正常情况下保持20 V，当电压下降到185 V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达118 g / cm3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为：
阳极：PbSO4＋2H2O－2e ＝PbO2＋4H+＋SO42-
阴极：PbSO4＋2e ＝Pb＋SO42-
放电
充电
当密度增加至128 g / cm3时，应停止充电。这种电池性能良好，价格低廉，缺点是比较笨重。
蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O
目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。