新授课
第四章 化学反应与电能
第2课时 化学电源
【学习目标】
1.了解化学电源的分类，掌握一次电池、可充电电池的工作原理。 2.了解燃料电池的结构特点，掌握燃料电池的工作原理。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解化学电源的分类，掌握一次电池、可充电电池的工作原理。 任务1：阅读教材p96-p97内容，完成下列问题。 1.电池有哪些优点？一次电池和二次电池有什么区别 列举生活中常见的电池并说明它属于那类电池？ 参考答案：化学电池有许多优点，如方便携带、易于维护，能量转化效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组。 一次电池不可以充电;二次电池可以充电,重复使用。 一次电池:锌锰电池、锌银纽扣电池;二次电池:铅酸蓄电池、锂离子电池。 2.对比普通锌锰电池和碱性锌锰电池,分析碱性锌锰电池的优点？碱性锌锰电池的正负极材料是什么、电解质是什么？碱性电池的正负极电极反应以及电池反应分别是什么？ 参考答案：碱性锌锰电池的优点:单位质量输出的电能多且储存时间长,能提供较大电流并连续放电。 碱性锌锰干电池用锌筒作负极，石墨作正极，电解质是KOH。 碱性锌锰干电池的电极反应为， 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 任务2：铅酸蓄电池是典型的二次电池,其性能优良、价格低廉、安全可靠、可多次充放电,所以在生产、生活中使用广泛,如汽车、电动自行车等都使用这种电池。 （1）写出铅酸蓄电池放电时的电极反应式,分析放电过程中,负极质量的变化及电解质溶液pH的变化。 参考答案： 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 放电过程中,负极的质量增大,电解质溶液的pH升高。 （2）写出铅酸蓄电池充电时的电极反应式;分析充电时,铅酸蓄电池的正、负极分别与直流电源的哪极相连。 参考答案： 阴极：PbSO4+2e－===Pb＋SO 阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 充电时,铅酸蓄电池的正极与直流电源正极相连,负极与直流电源负极相连。 （3）对比分析充电、放电时电极反应式的关系？铅蓄电池完成一次放电和充电后，电池中的电解质溶液的浓度怎样变化？ 参考答案：充电时阴极(或阳极)的电极反应式与该电池放电时负极(或正极)的电极反应式刚好相反。 电池在放电过程中消耗硫酸，在充电过程中会产生硫酸，完成一次放电和充电后，电池中电解质溶液浓度不变。
目标二：了解燃料电池的结构特点，掌握燃料电池的工作原理。 任务1：阅读教材p98内容，完成下列问题。 1.燃料电池与一次电池、二次电池相比有哪些优点 参考答案：正、负极反应物分别是氧化剂和燃料,工作时将反应物不断地输入电池的两极,反应产物不断排出电池,能连续不断地提供电能,能量利用率高,污染小等。 2.以氢氧燃料电池为例,写出正、负极反应物与当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式。 参考答案：负极反应物是氢气,正极反应物是氧气。 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池反应：2H2＋O2===2H2O 3.当氢氧燃料电池的电解质溶液为稀硫酸时,写出电极反应式。 参考答案： 负极：2H2－4e－===4H＋ 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 电池反应：2H2＋O2===2H2O 4.电解质溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响 酸性和碱性氢氧燃料电池中,反应进行一段时间后电解质溶液的pH分别如何变化 参考答案：碱性溶液中,电极反应式中不能出现H+;酸性溶液中,电极反应式中不能出现OH-。 碱性氢氧燃料电池中溶液的pH变小,酸性氢氧燃料电池中溶液的pH变大。 任务2：如果将氢氧燃料电池的燃料物质换成甲烷或甲醇，那么以氢氧化钾溶液为电解质的甲烷或甲醇燃料电池的电极反应及电池反应分别是什么？ 参考答案： 甲烷燃料电池 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 电池反应：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 甲醇燃料电池 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 负极：2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O 总反应：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第四章 化学反应与电能
第2课时 化学电源
【学习目标】
1.了解化学电源的分类，掌握一次电池、可充电电池的工作原理。 2.了解燃料电池的结构特点，掌握燃料电池的工作原理。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解化学电源的分类，掌握一次电池、可充电电池的工作原理。 任务1：阅读教材p96-p97内容，完成下列问题。 1.电池有哪些优点？一次电池和二次电池有什么区别 列举生活中常见的电池并说明它属于那类电池？ 2.对比普通锌锰电池和碱性锌锰电池,分析碱性锌锰电池的优点？碱性锌锰电池的正负极材料是什么、电解质是什么？碱性电池的正负极电极反应以及电池反应分别是什么？ 任务2：铅酸蓄电池是典型的二次电池,其性能优良、价格低廉、安全可靠、可多次充放电,所以在生产、生活中使用广泛,如汽车、电动自行车等都使用这种电池。 （1）写出铅酸蓄电池放电时的电极反应式,分析放电过程中,负极质量的变化及电解质溶液pH的变化。 （2）写出铅酸蓄电池充电时的电极反应式;分析充电时,铅酸蓄电池的正、负极分别与直流电源的哪极相连。 （3）对比分析充电、放电时电极反应式的关系？铅蓄电池完成一次放电和充电后，电池中的电解质溶液的浓度怎样变化？
目标二：了解燃料电池的结构特点，掌握燃料电池的工作原理。 任务1：阅读教材p98内容，完成下列问题。 1.燃料电池与一次电池、二次电池相比有哪些优点 2.以氢氧燃料电池为例,写出正、负极反应物与当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式。 3.当氢氧燃料电池的电解质溶液为稀硫酸时,写出电极反应式。 4.电解质溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响 酸性和碱性氢氧燃料电池中,反应进行一段时间后电解质溶液的pH分别如何变化 任务2：如果将氢氧燃料电池的燃料物质换成甲烷或甲醇，那么以氢氧化钾溶液为电解质的甲烷或甲醇燃料电池的电极反应及电池反应分别是什么？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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