2.2 化学反应与能量转化 第3课时 课件-高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

聚焦思维进阶

促进模型建构

—《氧化还原反应与电化学》大单元教学设计第3课时（鲁科版

必修2化学电源）普通高中化学鲁科版高一下学期必修课程

【知识目标】1.一次电池、二次电池、燃料电池的工作原理及电极反应。2.掌握陌生、复杂化学电源的电极方程式书写方法。3.应用所学知识设计简单的氢氧燃料电池。【能力目标】通过查阅资料、观看视频、讨论等手段，让学生在不断解决问题的过程中，将建构的理论知识加以应用，增强分析、解决实际问题的能力和创新精神。【素养目标】1.运用建立的原电池认知模型，合作探究锌锰干电池、铅蓄电池的工作原理，培养学生证据推理与模型认知的学科素养。2.

增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。培养学生科学态度与社会责任的素养。

学习目标【模型建构】装置维度原理维度负极材料正极材料离子导体电极反应物反应过程电极产物化学电源装置要素原理要素还原剂氧化剂氧化产物还原产物失电子得电子电子移动方向阳离子阴离子宏观微观Zn–2e–=Zn2+负极材料：

Zn正极材料：

石墨反应：电解质（离子导体）：NH4Cl、ZnCl2反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O—+装置要素原理要素任务一锌锰干电池（一次电池）1、酸性锌锰干电池优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。Zn–2e–+2OH－=Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e–=2MnO(OH)+2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

负极材料：

Zn正极材料：

石墨反应：电解质（离子导体）：KOH反应：原理要素2、碱性锌锰干电池装置要素陌生电极反应式书写模型找还原剂、氧化产物写出得失电子的数目标价态列物质配守恒看环境补离子判得失写电子②电荷守恒③原子守恒①电子守恒找氧化剂、还原产物酸性补H＋碱性补OH－给什么补什么总结提升❐一次电池的应用一次电池的优点：使用范围广电压稳定便于携带……不可回避的问题：消耗量大，无法循环，资源浪费，废弃物对环境的污染铅蓄电池由两组平行的栅状铅合金极板交替排列作为主架，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb，电解质是硫酸（Pb相对原子质量：207）1.画出电池装置图，分析铅蓄电池正负极材料、离子导体、电极反应物及产物2.在此电池装置图的基础上标明电子和离子的移动方向、书写电极反应式及总反应式3.放电时，两极附近pH如何变化？4.当电路中有2mole-转移时，正负极电极质量变化了多少？任务二铅蓄电池（二次电池）(二)二次电池1、铅蓄电池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2OPb(s)+SO42--2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H++SO42-+2e-=PbSO4(s)+2H2O

氧化反应

还原反应负极：正负极材料正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液装置要素原理要素比能量低寿命短产业链铅污染……思考：铅蓄电池解决了电池二次使用问题，它有哪些缺点？燃料电池任务三1.燃料电池燃料电池是一种连续地将_____和_______的化学能直接转化为_____的化学电源。燃料电池的电极本身不包含_________，只是一个催化转化元件。燃料氧化剂电能活性物质燃料电池的特点①燃料和氧化剂连续的由外部供给，生成物不断地被排出，可以连续不断地提供电能。②电池内部的电极材料和离子导体在工作过程中不发生改变，使燃料电池可以持续工作。小组合作探究下列问题1.

氢氧燃料电池总方程式、正负极反应物是什么？如何获得反应物？2.哪些物质可以用作氢氧燃料电池的电极材料？哪些物质可以用作氢氧燃料电池的离子导体？3.设计氢氧燃料电池装置图，写出以硫酸为电解质的氢氧燃料电池电极反应式4.还有哪些物质可以设计成燃料电池？任务三燃料电池负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应为：2H2+O2=2H2O（2）碱性介质氢氧燃料电池的电极反应（1）酸性介质氢氧燃料电池的电极反应负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O电池反应为：2H2+O2=2H2O任务三装置要素原理要素燃料电池一、电池的分类化学电源一次电池酸性锌锰干电池碱性锌锰干电池二次电池铅蓄电池锂离子电池燃料电池氢氧燃料电池二、陌生电极反应式的书写方法标价态列物质判得失写电子看环境补离子配守恒巩固练习1．甲醇－空气燃料电池（DMFC）是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是（）A．该装置能将电能转化为化学能B．电流由乙电极经导线流向甲电极C.b口通入空气，c口通入甲醇D．负极的电极反应式为：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2＋5H2OB2.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2

Ni相对原子质量：59

下列有关该电池的说法不正确的是（）

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C.电池放电过程中，正极附近溶液的pH降低D.电池放电时，每转移2mole-，正极质量增加20gC巩固练习约翰·古迪纳夫发现了LiCoO2等一系列正极材料，减少了枝晶短路的可能，进而大幅提升锂电池的