4.1.2单液双液燃料电池制作课件高二上学期化学人教版选择性必修1

单液、双液和燃料电池的制作年级：高二学科：化学（人教版）1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从单液原电池发展到盐桥原电池再到燃料电池的变化过程，并理解其实用性。3.证据推理与模型认知：通过运用原电池思维模型分析其工作原理，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。4.科学探究与创新意识：通过小组合作设计电池培养学生分析、解决问题能力和探究创新意识，通过电池发展历程培养学生终身学习意识和能力。一、素养目标二、实验原理及方法1.原电池的概念原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是__________________。将化学能转化为电能氧化还原反应

离子移向原电池正极负极离子导体电子沿导线传递产生电流

离子移向

电子

电子发生

反应发生

反应氧化还原失去得到阳阴2.原电池工作原理3.原电池的构成要素

（1）电极反应

（2）电极材料

（3）离子导体

（4）电子导体4.实验方法（1）学生分小组设计原电池使石英钟动起来，并上台展示，解析工作原理。（2）老师进行引导和点拨。

5.实验器材

西红柿、柠檬等水果、土豆、锌片、铜片、带鳄鱼夹的导线、石英钟、铁架台、250mL烧杯、棉柔巾、学生电源、自己设计并定制的U形管、气球、碳棒、橡皮塞、硫酸铜、氯化钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。三、教学过程1.情境导入

教室里的石英钟不动了，我们能不能用学过的知识以及桌上的材料让它动起来呢？2.电池制作（1）单液电池西红柿电池土豆电池：

以色列研究者的最新文献提出土豆煮熟了发电能力能够提高十倍单液电池为什么这么简单的电池没有得到广泛的使用？单液电池能量损耗大，怎样提升电池的效率？铜片锌片能量损耗大双液电池盐桥的作用：平衡电荷，接通电路VS实验室没有盐桥和硫酸锌溶液，怎么办？单液电池能量损耗小（2）双液电池氧化反应Zn-2e-

=Zn2+

铜锌原电池电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e-=Cu阴离子阳离子总反应：负极正极Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu（离子方程式）（化学方程式）怎样制作一个连续工作的电池，让石英钟一直转动？（3）燃料电池电池总反应：2H2+O2=2H2O碱性介质氢氧燃料电池负极(C)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(C)：O2+4e-+2H2O=4OH-OH-定向移动到负极，在正极生成，在负极消耗负极正极NaOH溶液O2H2石墨石墨问题和讨论:比较氢氧燃料电池的工作原理和电解水的原理氢氧燃料电池电解水能量装置图电极反应式

总：

总：电子流向离子流向反应类型Na2SO4溶液O2H2石墨石墨Na2SO4溶液O2H2石墨石墨负极正极阳极阴极化学能→电能电能→化学能负极：2H2－4e-=4H+正极：O2＋4e-＋2H2O=4OH-阴极：4H2O

＋4e-=2H2↑＋4OH-阳极：2H2O

－4e-=O2↑＋4H+导线中，负极→正极导线中，阳极→正极

负极→阴极溶液中，阳离子→正极，阴离子→负极溶液中，阴离子→阳极，阳离子→阴极自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应约翰·B·古迪纳夫JohnB.Goodenough斯坦利·威廷汉M.StanleyWhittingham吉野彰AkiraYoshino2019年诺贝尔化学奖-锂离子电池世界需要超级电池，不然的话，未来我们将通过战争来争夺最后的能源，全球变暖也会发展到不可控制的地步。我想在去世之前解决这个问题，我才九十多岁，还有时间。3.拓展延伸那不到十九岁的我们呢？1.（基础题）Nature期刊报道了一个新型的水系锂离子电池。其中采用多层石墨镶嵌金属锂做电极，以WiBS/PEO水凝胶作电解质，锂离子可以在凝胶中快速移动，溴化锂晶体不溶于这个电解质。总反应方程式为，以下是锂离子电池的示意图。下列说法正确的是A.放电时，电子从B经外电路到AB.放电时，B电极反应式：

C.充电时，溶液中离子数目增多D.充电时，B电极接电源的负极2.（拔高题）一个水系锂离子电池采用多层石墨镶嵌金属锂作电极，以WiBS/PEO水凝胶作电解质，锂离子能在凝胶中快速移动。溴化锂、氯化锂晶体不溶于该电解质。该电池充电时b电极反应：第一步：

，第二步：

，如图所示，下列说法正确的是A.放电时，a电极发生还原反应B.放电时，b电极总反应式：C.充电时，溶液中离子数目增多。D.充电时，锂离子向b电极移动。4.归纳总结隔膜燃料电池燃料电池双液电池单液电池电池四要素1.电极反应2.电极材料3.离子导体4.电子导体铜片锌片Na2SO4溶液O2H2石墨石墨O2H2石墨石墨5.布置作业完成学习任务单：基础性作业拓展性作业：查阅资料，简单综述锂电池的发展史并画出简易原理图实践性作业：1.继续改良你们组的氢氧燃料电池2.设计并制作暖贴四、实验亮点1.一般原电池实验是使贺卡、发光二极管等工作，我们改用教室里不动了的石英钟，以此为情境，情境真实化、生活化、实用化。2.土豆电池：以色列的最新研究，土豆煮熟了发电能力能够提高十倍。3.实验室没有盐桥和硫酸锌