课堂成就梦想
细节
章节课时：2-2-2 组编: 王晓宁 使用日期：第 6 周 审核：
高一化学学案
第二节 化学能与电能——化学电源
【学习目标】
1、了解常见化学电源的种类，了解不同类电池的特点、性质与用途
2、了解燃料电池的工作原理，能够根据反应写出电极反应
3、探究干电池的构成，能用生活中的材料制作简单原电池，
4、体会研制新型电池的重要性，能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
【思考与交流】
一、了解化学电源的发展史：
（1）1780年伽伐尼青蛙抽搐实验：意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激。
见下左图。
而只用一种金属器械去触动青蛙，却并无此种反就。
伽伐尼认为，出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。
（2）1799年“伏特电堆”：伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。
于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。
用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。
伏特用这种方法成功的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。
这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。
见上右图。
它成为早期电学实验，电报机的电力来源。
（3）将原电池转化为技术产品——化学电源。
生活中你见到哪些化学电源（电池）？
二、发展中的化学电源 阅读课本P42-44 常见电池种类： 干电池（一次电池）、 充电电池（二次电池） 、燃料电池
1、干电池：
(1)锌锰电池（一次电池）
观察左侧电池剖面图，找出电池的正负极材料
正极______ 负极：______
负极反应：____________________________
正极反应：
总反应:
干电池的优缺点：__________________________________
思考：为什么一次电池不能重复使用？
(2)碱性锌锰电池（了解）：观察左侧电池剖面图，
已知：电池反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，
写出正负极的材料：正极_________ 负极：_____________
负极反应：__________________________________________
正极反应：________________________________________________
总结：碱性锌锰电池相对锌锰电池的优点及应用？
(3)锌银电池纽扣电池负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，已知其电池总反应为：
Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
负极( )：正极( )：
2、充电电池（二次电池）
思考1：常见的二次电池有哪些？阅读课本38页
1、铅蓄电池
已知铅蓄电池总反应为Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)
①电极反应：
负极( )：
正极( )：
2、了解镍镉电池：电解质溶液为KOH溶液，已知总反应为
该电池的负极材料为，负极反应式为
该电池的正极材料为，正极反应式为
思考2：铅蓄电池应用？优缺点？镍镉电池应用？优缺点？
3、锂离子电池：锂是最轻的金属，也是活动性极强的金属，是制造电池的理想物质。
锂离子电池是新一代可充电的的绿色电池，已成为笔记本电脑，移动电话，照相机的主流电源。
思考3：锂离子电池的优越之处？
思考4：充电电池与一次电池相比有何优点？两者有何本质区别？
3、燃料电池
（1）氢氧燃料电池
①航天技术使用的氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，
它们放电时的电池总反应式均可表示为2H2+O2=2H2O。
酸式氢氧燃料电池中的电解质是酸，
其负极反应为：2H2-4e—=4H+,
则正极反应为：。
碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，
其正极表示为：O2+2H2O+4e—=4OH-, 则负极反应为：。
（2）甲烷燃料电池（电解质溶液显酸性）
总反应:
负极: 正极:
燃料电池的原理是：____________________________________________________
燃料电池的优点是：____________________________________________________
燃料电池与其他化学电源的区别是___________________________________________________
[学以致用]一种新型燃料电池：用两根金属作电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入甲烷和氧气，其电极反应为：X极:CH4+10OH--8e—=CO32-+7H2O Y极:4H2O+2O2+8e-=8OH-
1、关于此燃料电池的说法正确的是（）
A、X为负极，Y为正极
B、工作一段时间后KOH的物质的量不变
C 、在标况下通入5.6LO2完全反应则有1mole—发生转移
D、该电池工作时甲烷一极附近溶液碱性增强
2、尝试写出该燃料电池的总反应方程式___________________________________________
【联系实际】为什么废旧电池必须回收，不能乱扔？提示：从减少污染，节约资源等角度思考。
【课堂小结】参考下图，总结完善常见化学电源的种类，原理，优缺点，用途。
【巩固提高】
1、1991年,我国首创以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这
种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．
试推测这种新型电池的负极发生反应的物质是，负极反应：
在正极发生反应的物质是。
正极反应：
电池总反应式为：
2、下列关于充电电池的叙述，不正确的是（）
A、充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B、充电电池可以无限制地反复放电、充电
C、充电是使放电时的氧化还原逆向进行
D、较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善保存
3、废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。
有同学想变
废为宝，他的以下想法你认为不正确
．．．的是（）
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B．碳棒取下洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中黑色糊状物直接作化肥用
4．下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池
③锂离子电池是新一代可充电电池④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功
A．②③④B．①②③④C．①②③D．①③④
5、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．
（1）a是极，电极反应式是；b是极．电极反应式是．
（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了mol的电子．
【巩固提高】参考答案：
1、铝Al-3e-=Al3+氧气O2+4e-+2H2O=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
2、B
3、D
4、B
5、（1）负；2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）；
正；O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）4×104。