資源簡介

第3課時
化學電池
第六章 第一節 化學反應與能量變化
1.通過干電池、充電電池、燃料電池等化學電池的特點，建立將化學能良好利用為電能的社會責任。
（科學精神與社會責任）
2.通過掌握構成化學電池的基本要素，了解常見化學電池的工作原理。（模型認知）
核心素養學習目標
化學電池的作用原理是什么？電池的發展歷史如何？
創設情境
最近幾年的新能源汽車市場，比亞迪的發展可謂是勢頭正猛，不僅在國內市場一路遙遙領先，更是早已經開始支持新能源汽車出海，走向國際的發展路線了。
創設情境
電池的發展歷史如何？
任務一 一次電池 二次電池
【回歸教材】引導學生回歸教材P38，思考下述問題？
電池放電后 充電(內部的氧化還原反應 逆向進行)，
如鋅錳干電池屬于一次電池。
【問題2】根據鋅錳干電池的構造圖，該電池的電極是？
（完成下列填空）
①鋅筒為 ，電極反應是 。
②石墨棒為 ，最終被還原的物質是 。
③NH4Cl糊的作用是 。
不能
無法
負極
Zn－2e－===Zn2＋
正極
二氧化錳
作電解質溶液
【問題1】一次電池有何特點？
任務一 一次電池 二次電池
【評價訓練】
鋅錳干電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內部的糊狀電解質會泄露出來，使電器腐蝕。為了延長電池壽命和提高其性能，人們將電池內的電解質NH4Cl糊換成濕的KOH，制成了堿性鋅錳電池。
總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)。
寫出負極的電極反應式：____________________________。
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
任務一 一次電池 二次電池
【問題1】二次電池(充電電池)的特點是什么？
二次電池在放電時所進行的 ，在充電時可以 ，使電池恢復到放電前的狀態，從而實現放電與充電的循環。
電池、 電池、 電池等。
氧化還原反應
逆向進行
鉛酸蓄
鎳氫
鋰離子
【回歸教材】引導學生回歸教材P38，思考下述問題？
【問題2】該過程的能量變化是什么？
【問題3】常見的充電電池有什么？
任務一 一次電池 二次電池
【典例剖析】以鉛酸蓄電池為例，剖析二次電池的常見考點有什么？
鉛酸蓄電池常用作汽車電瓶，工作時該電池總反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
按要求回答下列問題：
(1)負極材料是_____，正極材料是______，電解質溶液是______。
(2)工作時，電解質溶液中的H＋移向___________極。
(3)工作時，電解質溶液中硫酸的濃度_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
Pb
PbO2
硫酸
PbO2(或正)
減小
負極每個鉛原子失去2e-，就生成一個PbSO4 ,負極增加一個SO42?。
?
(4)當鉛酸蓄電池向外電路提供2 mol電子時，理論上負極板的質量增加____ g。
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任務一 一次電池 二次電池
【評價訓練1】
某普通鋅錳干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是
A.鋅筒是原電池的正極
B.石墨電極上發生氧化反應
C.銨根離子流向石墨電極
D.電子經石墨棒沿電解質溶液流向鋅筒
√
任務一 一次電池 二次電池
【評價訓練2】
(2022·浙江舟山調研)氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上。其中一種氟離子電池的工作原理為3Mg＋2BiF3
3MgF2＋2Bi(MgF2為難溶鹽)，電解質為熔融氟化物。下列說法正確的是
A.放電時，負極的電極反應式為Mg－2e－＋2F－===MgF2
B.放電時，電子從鎂電極流出，經電解質流向正極
C.放電時，化學能完全轉化為電能
D.放電時，F－向正極移動
√
任務二 燃料電池
【概念學習】回歸教材P39，回答燃料電池是什么？
一種將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇)和氧化劑(如氧氣)的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。
【對比討論】燃料電池與其他電池區別有哪些？
反應物不是儲存在電池內
任務二 燃料電池
【科學思辨】以科學思辨的態度，分析燃料電池的特點？
(1)清潔、安全、高效等。
(2)能量轉化率可以達到 以上。
(3)反應物不是儲存在電池內部，而是從
外部提供，供電量易于調節。
【社會責任】化學改變生活，學化學之人充滿大愛，
并將化學學習應用于社會，請問燃料電池有何應用？
在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。
80%
任務二 燃料電池
【思考交流1】氫氧燃料電池的總反應方程式如何書寫？
　燃料電池相當于燃料的燃燒，氫氧燃料電池的總反應為2H2＋O2===2H2O。
【思考交流2】如何判斷氫氧燃料電池的正、負極？
分析總反應的方程式可知，氫氣失電子化合價升高，在負極上反應，氧氣得電子化合價降低，在正極上反應。其規律是通燃料的一極做負極，通氧氣的一極做正極。
任務二 燃料電池
【歸納總結】請同學們歸納總結氫氧燃料電池正、負極反應該如何書寫？
電解質溶液
負極
正極
酸性(H＋)


堿性(OH－)

【特別提醒】在不同的環境下，書寫時應當注意什么？
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
在書寫電極反應式時應看清溶液的酸堿性；
酸性條件下不出現OH－，堿性條件下不出現H＋。
任務二 燃料電池
【交流討論】氫氧燃料電池在不同介質中的總反應相同，但正、負極反應與電解質溶液有關，請同學們交流討論并寫出導電介質為固體電解質時的正、負極反應。
介質
電池反應：2H2＋O2===2H2O
?
負極
________________________
正極
_________________
?
負極
_________________
正極
_______________________
2H2－4e－＋2O2－===2H2O
O2＋4e－===2O2－
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
任務二 燃料電池
【評價訓練】正誤判斷
(1)燃料電池是利用燃料的燃燒發電(　　)
(2)燃料電池中，燃料在正極上發生氧化反應(　　)
(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉變為電能(　　)
(4)原電池中正極材料一定發生還原反應(　　)
(5)原電池中的負極反應一定是電極材料失電子(　　)
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任務二 燃料電池
【課堂小結】
本課結束
今日作業
第6章 第一節 第3課時 課后作業訓練

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