資源簡(jiǎn)介

(共38張PPT)
化學(xué)電源（第1課時(shí)）
高中化學(xué) · 人教版 · 選擇性必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》
目錄
實(shí)踐應(yīng)用——自制鹽水電池
回顧歷史-認(rèn)識(shí)伏打堆
模型建構(gòu)-常見(jiàn)的化學(xué)電源
實(shí)踐應(yīng)用-自制海水電池
總結(jié)提升
課前小游戲
實(shí)踐應(yīng)用——自制鹽水電池
01
活動(dòng)一
回溯歷史——認(rèn)識(shí)伏打堆
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
伏打電池
電解液（H2SO4）
銅片
浸有電解液的濕布
正極
負(fù)極
A
鋅片
銅片
鋅片
浸有電解液的濕布
伏打電堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出現(xiàn)的化學(xué)電池，是在1800年由意大利物理學(xué)家亞歷山大·伏打伯爵發(fā)明。
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
依據(jù)原電池原理，分析伏打電池正負(fù)極材料，電子流向以及電解液中離子移動(dòng)方向。
電解液（H2SO4）
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
水果堆
伏打堆
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
伏打堆的發(fā)明，給人們提供了獲取足夠大的電動(dòng)勢(shì)，擴(kuò)大容量的方法——串聯(lián)將電池做大。
你認(rèn)為伏打堆有什么缺點(diǎn)？現(xiàn)實(shí)生活中的電池和伏打堆有什么不同呢？
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
H2 Be Li Al Mg Ca Na Fe Ni Zn ··· Pb
比能量大
無(wú) 污 染
燃料電池
輕型移動(dòng)電源
的最佳選擇
空氣-金屬激活電池
放電快
鈉硫電池
干電池
穩(wěn)定
電壓適中
安全，穩(wěn)定
無(wú)記憶效應(yīng)
車載電池
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
化學(xué)電池
一次電池
二次電池
氫氣、甲烷、甲醇等燃料電池
鉛蓄電池、鎳鎘電池等
干電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池等
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
燃料電池
02
活動(dòng)二
模型建構(gòu)——常見(jiàn)的化學(xué)電源
堿性鋅錳電池
一次電池
鉛蓄電池
二次電池
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
堿性鋅錳干電池
Zn – 2e– + 2OH－ = Zn(OH)2
2MnO2 + 2H2O +2e– = 2MnOOH + 2OH－
一次電池·堿性鋅錳電池
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
負(fù)極
材料：
Zn
正極
材料：
MnO2
反應(yīng)：
電解質(zhì)（離子導(dǎo)體）：
KOH
反應(yīng)：
裝置
要素
原理
要素
思考：如何通過(guò)這一過(guò)程建立分析化學(xué)電源的思路和模型
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
【模型建構(gòu)】
裝置
維度
原理
維度
負(fù)極
材料
正極
材料
離子
導(dǎo)體
電極反應(yīng)物
反應(yīng)過(guò)程
電極產(chǎn)物
化學(xué)電源
裝置
要素
原理要素
還原劑
氧化劑
氧化產(chǎn)物
還原產(chǎn)物
失電子
得電子
電子移動(dòng)方向
陽(yáng)離子
陰離子
宏觀
微觀
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
一次電池的應(yīng)用
一次電池的優(yōu)點(diǎn)：
使用范圍廣
電壓穩(wěn)定
便于攜帶
……
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
一次電池的問(wèn)題
不可回避的問(wèn)題：消耗量大，無(wú)法循環(huán)，資源浪費(fèi)，廢棄物對(duì)環(huán)境的污染
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
法國(guó)人普蘭特于1859年發(fā)明鉛酸蓄電池，已經(jīng)歷了近150年的發(fā)展歷程，鉛酸蓄電池在理論研究方面，在產(chǎn)品種類及品種、產(chǎn)品電氣性能等方面都得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。
二次電池·鉛蓄電池
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
鉛蓄電池的應(yīng)用
鉛蓄電池：
電壓穩(wěn)定
技術(shù)成熟
……
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
總反應(yīng) Pb＋PbO2＋2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O
負(fù)極
正極
負(fù)極 離子導(dǎo)體（電解液） 正極
裝置要素
原理要素
Pb
PbO2
H2SO4
Pb + SO42－ - 2e－ = PbSO4
PbO2 +4H+ + SO42－+2e－ = PbSO4 + 2H2O
二次電池·鉛蓄電池
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
思考
鉛蓄電池充電時(shí)，發(fā)生怎樣的反應(yīng)（總反應(yīng)）？
充電時(shí)，電極反應(yīng)又是怎樣的呢？
Pb＋PbO2＋2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O （放電）
2PbSO4＋2H2O = Pb＋PbO2＋2H2SO4 （充電）
放電，負(fù)極：Pb + SO42－ - 2e－ = PbSO4 氧化反應(yīng)
PbSO4 + 2e－ = Pb + SO42－ 還原反應(yīng)
放電，正極：PbO2 +4H+ + SO42－+2e－ = PbSO4 + 2H2O 還原反應(yīng)
PbSO4 + 2H2O - 2e－ = PbO2 +4H+ + SO42－ 氧化反應(yīng)
（注：在化學(xué)上常把發(fā)生氧化反應(yīng)的電極叫做陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極叫做陰極。）
充電，陰極：
充電，陽(yáng)極：
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
比能量低
壽命短
產(chǎn)業(yè)鏈鉛污染
……
思考：鉛蓄電池解決了電池二次使用問(wèn)題，它有哪些缺點(diǎn)？
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
拓展資料：二次電池流量明星——鋰離子電池
鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和輸出能量大等特點(diǎn)，是多種便攜式電子設(shè)備和交通工具的常用電池
反應(yīng)原理：LixCy+Li1-xCoO2 LiCoO2+Cy
放電
充電
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
視頻資料——我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
鋰離子電池就是完美電池嗎？
一位特斯拉車主的告白
我不是在充電
就是在充電的路上
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
討論
科技的發(fā)展永遠(yuǎn)在路上
電池的發(fā)展還有哪些新的方向呢？
模型應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
海洋——人類最大的電解質(zhì)庫(kù)
原電池要素之一——電解質(zhì)溶液
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用
1991年，我國(guó)首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無(wú)污染、長(zhǎng)效、穩(wěn)定可靠的電源。以鋁合金為電池負(fù)極，金屬（Pt、Fe）網(wǎng)為正極，用取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的。
新型電池·鋁-空氣-海水電池
總反應(yīng)：4Al + 3O2 +6H2O = 4Al(OH) 3
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用
2021年5月12日，天津大學(xué)楊全紅、凌國(guó)維、張辰聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)全新能源轉(zhuǎn)化材料，這種新材料能夠“捕捉”深海中稀薄的氧分子并轉(zhuǎn)化成為電能成為一種節(jié)能、穩(wěn)定的“海水電池”。該研究成果已被最新一期國(guó)際能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)能源材料》選為封面文章。
設(shè)想
未來(lái)海邊城市
島嶼
用電問(wèn)題
03
活動(dòng)三
實(shí)踐應(yīng)用——自制海水電池
未來(lái)沿海城市用電問(wèn)題解決方案
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
1.方案設(shè)計(jì)：請(qǐng)同學(xué)們選擇合適材料試劑，設(shè)計(jì)并繪出海水電池的簡(jiǎn)易裝置圖，標(biāo)出正負(fù)極，電解液。
2.根據(jù)設(shè)計(jì)，組裝電池，安裝于用電器。
所提供的材料試劑有：鎂片，鋁片，石墨棒，石墨片，銅片，導(dǎo)線，玩具車（帶馬達(dá)），電子表，LED燈等。
實(shí)踐應(yīng)用
所提供的材料試劑有：鎂片，鋁片，石墨棒，石墨片，銅片，導(dǎo)線，玩具車（帶馬達(dá)），電子表，LED燈，音樂(lè)賀卡等。
小組 解決問(wèn)題 模擬用電器
1 生活用電 LED燈、電子時(shí)鐘
2
3
4 娛樂(lè)用電 音樂(lè)賀卡
5
6
7 交通用電 玩具車
8
9
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用
展示交流
展示用電解決方案
交流電池制作感想
回溯歷史
模型建構(gòu)
總結(jié)提升
實(shí)踐應(yīng)用
裝置維度
原
理
維
度
負(fù)極
材料
正極
材料
離子
導(dǎo)體
電極反應(yīng)物
反應(yīng)過(guò)程
電極產(chǎn)物
還原劑
氧化劑
氧化產(chǎn)物
還原產(chǎn)物
失電子
得電子
電子移動(dòng)方向
陽(yáng)離子
陰離子
完善化學(xué)電源認(rèn)知模型
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
裝置維度
原
理
維
度
負(fù)極
材料
正極
材料
離子
導(dǎo)體
電極反應(yīng)物
反應(yīng)過(guò)程
電極產(chǎn)物
還原劑
氧化劑
氧化產(chǎn)物
還原產(chǎn)物
失電子
得電子
電子移動(dòng)方向
陽(yáng)離子
陰離子
安全
環(huán)保
電壓
成本
技術(shù)維度
總結(jié)提升——完善化學(xué)電源認(rèn)知模型
比能量
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
總結(jié)提升——模型認(rèn)知思想
分析
本質(zhì)特征
構(gòu)成要素
相互關(guān)系
認(rèn)知
模型
解釋現(xiàn)象
揭示規(guī)律
運(yùn)用
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
回溯歷史
模型建構(gòu)
實(shí)踐應(yīng)用
總結(jié)提升
伏打堆
鉛蓄電池
鋰電池
1800年
1859年
干電池
1887年
1970年
海水電池
謝謝！

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