高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化第2课时教学设计

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化第2课时教学设计，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重点及难点，教学方法，教学工具，教学过程等内容，欢迎下载使用。
一、教学目标
1.会设计简单的原电池。
2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。
3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。
4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
二、教学重点及难点
重点 常见化学电源
难点 原电池的电极反应式的书写。
三、教学方法
实验探究法、讲授法、讨论法
四、教学工具
PPT、视频、相关水果和导线、灯泡
五、教学过程
【展示】电池的发展
【讲述】
简易电池无法长久稳定地使用，于是人们发明并制造了多种多样的能够较长时间稳定持续供电的化学电源。化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。
一次电池：一次电池用过之后不能复原
二次电池：二次电池充电后能继续使用
二、常见的化学电源
【投影】锌锰干电池相关图片
【问】锌锰干电池的负极和正极、电解质分别是？负极反应式怎么写？
【生】负极是锌筒，正极是：石墨棒。电解质是糊状的MnO2、NH4Cl
负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
【讲述】
正极反应式是：2MnO2＋2NH4+＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
锌锰干电池缺陷：
锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气胀或漏液，会导致电器设备的腐蚀。
改进：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；
②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，
制成碱性锌锰电池。
2．充电电池
【投影】铅蓄电池相关图片
【讲述】
常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。
【投影】银锌纽扣电池、镍氢电池相关图片
3、燃料电池
【投影】氢氧燃料电池、甲醇空气燃料电池相关图片
【讲述】氢氧燃料电池负极：铂碳/氢气 正极：铂碳 / 氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液
电池反应： 2H2 + O2 = H2O
【讲述】甲醇空气燃料电池负极：钯碳/甲醇正极：铂 - 烧结镍 / 空气；电解质溶液：氢氧化钾溶液
电池反应： 2CH3OH + 3O2 + 4 OH=6H2O+ 2CO32-
3．简易燃料电池的制备
原理：
构成了氢氧燃料电池，先电解水生成了H2和O2，
H2在负极，电极反应：2H2－4e－===4H＋，
O2在正极，电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4．锂离子电池
(1)优点：
清洁；工作电压高；能量密度大；质量轻。
(2)用途：广泛用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子设备。
【讲述】
三、电解池
电解池：将电能转化为化学能的装置
应用：二次电池的充电，冶炼活泼金属钠、镁、铝等
电解：利用电解我们可以获得普通化学方法难以制备的物质
应用：电解水制得氢气和氧气；电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
四、电极反应式的书写及判断
【讲述】
（一）书写电极反应式的原则
1、电极反应式遵循质量守恒
2、得失电子守恒
3、电荷守恒
4、遵循离子方程式的书写规则
5、两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式
A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为______________________________________________________。
(2)B中锡极为________极，电极反应式为__________________________，锡极附近溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为________极，电极反应式为_____________________________________。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为___________________________。
【生】 (1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)正 2H＋＋2e－===H2↑ 减弱 负 Fe－2e－===Fe2＋
(3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
（二）燃料电池电极反应式的书写
01写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。
【问】甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应是什么？
【生】CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
【讲述】02写出电池的正极反应式
无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，
若在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。若在酸性环境下呢？
【生】若在酸性条件下，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
【讲述】03写出电池的负极反应式
负极反应式＝总反应式－正极反应式。
应用：
如图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
(1)酸式电池的电极反应：负极：____________________，正极：_____________________________；
电池总反应：__________________________________。
(2)碱式电池的电极反应：负极：_____________________，正极：___________________；
电池总反应：_______________________________________。
【生】独立完成。
2H2－4e－=4H＋ ；O2＋4e－＋4H＋=2H2O ；2H2＋O2=2H2O
2H2－4e－＋4OH－==4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2=2H2O
【课堂练习】
选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池。
请回答下列问题：
(1)负极材料：________；正极材料：________；电解质溶液：____________。
(2)写出电极反应式：
正极：________________________________________________________________________；
负极：________________________________________________________________________。
(3)原电池中电子从________极流出，电解质溶液中阴离子流向________极(填“正”或“负”)。
答案 (1)铜 银(或碳棒) AgNO3溶液 (2)2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)铜(或负) 负
【课堂小结】师生一起回顾和总结。