化学电源 学案 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

电池的“前世今生”PAGE4/4化学电源（第一课时）化学电源（第一课时）学习目标学习目标了解电池的发展历程和电池的种类，会书写几种常见化学电源的电极反应式和电池反应方程式。通过对常见化学电源组成、结构和工作原理的分析对比，认识不同电池的优点和缺陷。感悟化学电源对科学技术和人类社会文明起到的重大作用，感悟人类“按需设计”的科学发展观念。知识回顾1.1.原电池是一种将化学能转化为电能的装置。2.原电池工作原理是：将氧化还原反应分在两个不同的电极上进行，负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。3.原电池的构成条件：“两极一液成回路，氧化还原是核心”。活动一阅读教材，了解化学电源的定义，分类科学史话一——伏打电池公元公元1799年，科学家伏打把含食盐水的湿抹布，夹在铜和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出最早的电池——伏打电池(伏打电堆)。不久后，伏打发现，用任何两种不同的金属代替铜和锌，只要有一种与溶液发生了反应，金属片间就能够产生电流。这种将不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池，通称为伏打电池(即铜锌原电池)，是一种由化学能转化为电能的装置。伏打电池作为早期电学实验、电报机的电力来源，用了20多年。活动二从化学能转化成电能的效率角度分析伏打电池的弊端？是什么原因导致？如何改进？科学史话二——丹尼尔电池1836年由英国人丹尼尔将铜片和锌片分别浸在硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，用多孔陶瓷将两种溶液隔离，得到了电流和电压相对比较稳定的伏打电池（双液原电池）。主要用于早期的铁路信号灯上。1836年由英国人丹尼尔将铜片和锌片分别浸在硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，用多孔陶瓷将两种溶液隔离，得到了电流和电压相对比较稳定的伏打电池（双液原电池）。主要用于早期的铁路信号灯上。科学史话三——锌锰干电池18601860年，法国物理学家雷克兰士发明了世界广泛使用的电池(锌锰电池)的前身——锌锰“湿电池”(即碳锌电池)。它的负极是锌和汞的合金棒，而正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极和正极都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状，便于携带，因此获得了广泛应用。于是，干电池诞生了。这种电池价格便宜、使用方便。1912年，开发出碱性锌锰干电池，1949年投产问世。其不会鼓包、胀气、漏液，比能量大，可储存时间长，活性物质经过提纯处理，不再含汞等重金属，环境污染小，逐步替代了普通锌锰电池。活动三请结合实物和普通锌锰电池构造图，完成下表。装置要素负极正极电解质原理要素总反应Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+Zn2++2NH3↑+H2O负极反应正极反应2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O优缺点活动四讨论碱性锌锰电池的工作原理，完成下表，并归纳电极反应式书写方法。装置要素负极正极电解质原理要素总反应Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2负极反应正极反应对点练Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2负极反应：正极反应：活动五阅读教材“资料”，了解锂电池。说一说判断一种电池优劣的主要标准？科学史话四——铅蓄电池1859年法国物理学家普朗克研发了世界上第一块铅酸蓄电池，从而使蓄电池开始为今后汽车的用电创造了条件。他30年如一日，是对铅蓄电池最执着的人。这种电池的独特之处是当电池使用一段时间电压下降时，可以通过给它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，并可反复使用，所以称它为“蓄电池”。时至今日，人们在启动汽车引擎时使用的蓄电池依然是铅酸电池，它可以提供很大的电流，价格也不贵。1859年法国物理学家普朗克研发了世界上第一块铅酸蓄电池，从而使蓄电池开始为今后汽车的用电创造了条件。他30年如一日，是对铅蓄电池最执着的人。这种电池的独特之处是当电池使用一段时间电压下降时，可以通过给它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，并可反复使用，所以称它为“蓄电池”。时至今日，人们在启动汽车引擎时使用的蓄电池依然是铅酸电池，它可以提供很大的电流，价格也不贵。活动六装置要素负极正极电解质原理要素总反应Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电过程负极：正极：充电过程阴极(接电源极)：阳极(接电源极)：对点练放电时，电解质溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。放电过程中，当电路中转移2mole-时，负极的质量，正极的质量。拓展——锂离子电池归纳小结课后练习Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为，发生的电极反应式为。(2)电池正极发生的电极反应式为。2.试写出镉镍蓄电池的充电和放电时的电极反应式。Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)23.钴酸锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点，其工作原理如图．M电极是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式