1、化学电源教学设计 课 题：选修 4 第四单元电化学 第二课题：化学电源 教学目标： 知识与能力：1.复习原电池的化学原理，掌握形成原电池的基本条件。 2.常识性介绍日常生活中常用的化学电源。并能从电极反应的角度认识常 见电源的化学原理。 过程与方法：1.通过拆分干电池和学会自制简易电池培养学生观察能力与分析 思维能力，并通过了解电池的化学组成而增强环保意识。 2.通过化学化学电源的使用史实引导学生以问题为中心的学习方 法。学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践认识 再实践再认识的辨证唯物主义的思维方法。 情感态度价值观：1.通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新 的科学态度。
2、2.激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。 3.体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习 化学的责任感和使命感。 教学重点：常见化学电源的化学原理。 教学难点：常见化学电源的电极反应。 教学手段：实验探究法 教学用具：多媒体；燃料电池制取实验仪器、实验药品；自制的简易电池；打 开的锌锰干电池 教学过程： 教学程序一：复习原电池原理及条件 组成原电池的条件： 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 电极均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路 立即用多媒体展示相应的原电池图片，使学生的认识直观、清晰。 再很自然地引出利用原电池的原理我们已经制作使用的化学电池。 教
3、学程序二：【新授知识】 一、化学电源： 1、人们依据原电池的反应原理，发明并制造了多种多样的化学电源。 展示常见化学电源的图片，使学生形成感性认识。电池可分为化学电池， 太阳能电池，原子能电池。 2、化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不可比拟的。 3、电池的优劣怎么判断？ 4、化学电源常见分类有一次电池、二次电池和燃料电池之分。 二、常见化学电源的组成与反应原理： 1、一次电池：锌锰干电池 银锌纽扣电池 老师展示打开的锌锰干电池，和学生一起认识其内部构造和化学组成。 并能从化合价的角度分析其电极反应。 锌锰干电池： 负极：(Zn) Zn 2e- = Zn 2+ 正极：(MnO 2和 C) 2Mn
4、O2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- 总反应方程式：Zn+2NH 4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 银锌纽扣电池： 负极：Zn +2OH -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag 2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH 总反应： Zn+Ag 2O=ZnO+2Ag 2、二次电池：铅蓄电池 镍氢电池 动画展示铅蓄电池的工作原理，掌握其电极反应。 负极：Pb + SO 42- -2e- =PbSO4 正极：PbO 2 + 4H+SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O 总反应：Pb+PbO 2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 介绍：铅蓄电池的
5、充电过程即为放电过程的逆过程。 充电过程总反应：2PbSO 4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程： Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4+2H2O 再介绍优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境 燃料电池：氢氧燃料电池 甲醇-空气燃料电池 动画展示氢氧燃料电池的工作原理，掌握其电极反应，特别是在环境是 酸性和环境是碱性时电极反应的区别。 酸性电解质： 负极： 2H 2-4e-=4H+ 正极： O 2+4H+4e-=2H2O 总反应：2H 2+O2=2H2O 燃料电池的规律？燃料电池与前几种电池的区别？
6、 小结：化学电池的组成？ 书写电极反应式的注意点： 1将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极 反应即得到另一极反应； 2负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱 性有关（如4 价的 C 在酸性溶液中以 CO2形式存在，在碱性溶液中以 CO32 形式存在） ； 3溶液中不存在 O2 ：在酸性溶液中它与 H 结合成 H2O、在碱性或中性 溶液中它与水结合成 OH 。 教学程序四：【活动与探究巩固练习】 练习 1、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢 氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为 2H2+O2=2H2O，
7、 酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为 2H2-4e-=4H+，则其正极反应式 为： O2+4H+4e-=2H2O。 碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可 表示为：2H2- 4e-+4OH-=4H2O 。 练习 2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰 碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为： Zns2MnO2 sH2Ol ZnOH2sMn2O3 s 下列说法错误的是（ C ） A 电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为： 2MnO2sH2O l2eMn2O3 s2OHaq C 电池工作时，电子由正极
8、通过外电路流向负极 D 外电路中每通过 02mol 电子，锌的质量理论上减小 65g 教学程序五：【环境保护教育】 讲述人们应用原电池的原理制作了许多电池，如干电池、蓄电池以及供人 造地球卫星、宇宙火箭、空间电视转播站使用的高能电池，等等。干电池在我 们日常生活中的应用越来越广泛。干电池中有汞电池（纽扣式电池） 、碱电池 （普通电池） 、锰电池（车用电池）之分，一般都含有对人体有害的汞和锰。干 电池被埋入地下，二价锰在缺氧而有二氧化碳的条件下变成水溶性碳酸氢盐， 污染水源，使饮用者锰中毒。不同类型的干电池均含有汞，随便焚烧干电池， 会引起汞污染。因此，不要把废干电池与可燃性垃圾混在一起进行焚烧
9、，而应 将它们分拣出来，作为不可燃垃圾妥善处理，更不可向周围环境和水源乱扔干 电池。 图片展示。 教学程序六：【作业布置】 完成练习册相关同步练习。 教学设计意图： 本节内容主要是通过生产生活中的实例说明化学能与电能的转化关系及其 应用。其对上一课时的原电池的原理起复习巩固作用，而且通过可充电电池的 认识，对下一课时的电解打下了伏笔，使学生产生强烈的进一步探究欲望。 在具体的教学安排上，通过事实引入，复习了原电池的形成条件和原理， 引出根据原理自己制作简易电池并能和同学相互分析，并进一步巩固原电池的 电极反应。对于教材上的一开始立即让学生制作燃料电池，我觉得学生很难接 受和理解，所以把它安排在本课时结束前的活动探究，使学生在有一定理论支 撑下进行有目的的实验探究。而不是只能简单的模仿，只是不知缘由地看热闹。 而且这个实验一有燃料电池的制作，二有电解过程，是先电解，然后利用电解 产物制作燃料电池的，所以通过这一探究很顺利地引入下一课时的电解。 对于铅蓄电池和氢氧燃料电池，我通过动画模拟的方法，有效地分解了难 点，使学生看得清楚，看得明白，不但知道，而且懂得。 由于一个课时的时间问题，所以对三种电池都是择一加以系统分析，而对 另一个实例点到即止，适当的留白给了学生课余更大的思维和探究空间。
