資源簡介

新授課
第四章 化學反應與電能
第2課時 化學電源
【學習目標】
1.了解化學電源的分類，掌握一次電池、可充電電池的工作原理。 2.了解燃料電池的結構特點，掌握燃料電池的工作原理。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解化學電源的分類，掌握一次電池、可充電電池的工作原理。 任務1：閱讀教材p96-p97內容，完成下列問題。 1.電池有哪些優點？一次電池和二次電池有什么區別 列舉生活中常見的電池并說明它屬于那類電池？ 參考答案：化學電池有許多優點，如方便攜帶、易于維護，能量轉化效率高，供能穩定可靠，可以制成各種形狀、大小和容量不同的電池及電池組。 一次電池不可以充電;二次電池可以充電,重復使用。 一次電池:鋅錳電池、鋅銀紐扣電池;二次電池:鉛酸蓄電池、鋰離子電池。 2.對比普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池,分析堿性鋅錳電池的優點？堿性鋅錳電池的正負極材料是什么、電解質是什么？堿性電池的正負極電極反應以及電池反應分別是什么？ 參考答案：堿性鋅錳電池的優點:單位質量輸出的電能多且儲存時間長,能提供較大電流并連續放電。 堿性鋅錳干電池用鋅筒作負極，石墨作正極，電解質是KOH。 堿性鋅錳干電池的電極反應為， 負極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正極：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－； 總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 任務2：鉛酸蓄電池是典型的二次電池,其性能優良、價格低廉、安全可靠、可多次充放電,所以在生產、生活中使用廣泛,如汽車、電動自行車等都使用這種電池。 （1）寫出鉛酸蓄電池放電時的電極反應式,分析放電過程中,負極質量的變化及電解質溶液pH的變化。 參考答案： 負極：Pb＋SO－2e－===PbSO4 正極：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 放電過程中,負極的質量增大,電解質溶液的pH升高。 （2）寫出鉛酸蓄電池充電時的電極反應式;分析充電時,鉛酸蓄電池的正、負極分別與直流電源的哪極相連。 參考答案： 陰極：PbSO4+2e－===Pb＋SO 陽極：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 充電時,鉛酸蓄電池的正極與直流電源正極相連,負極與直流電源負極相連。 （3）對比分析充電、放電時電極反應式的關系？鉛蓄電池完成一次放電和充電后，電池中的電解質溶液的濃度怎樣變化？ 參考答案：充電時陰極(或陽極)的電極反應式與該電池放電時負極(或正極)的電極反應式剛好相反。 電池在放電過程中消耗硫酸，在充電過程中會產生硫酸，完成一次放電和充電后，電池中電解質溶液濃度不變。
目標二：了解燃料電池的結構特點，掌握燃料電池的工作原理。 任務1：閱讀教材p98內容，完成下列問題。 1.燃料電池與一次電池、二次電池相比有哪些優點 參考答案：正、負極反應物分別是氧化劑和燃料,工作時將反應物不斷地輸入電池的兩極,反應產物不斷排出電池,能連續不斷地提供電能,能量利用率高,污染小等。 2.以氫氧燃料電池為例,寫出正、負極反應物與當電解質溶液為KOH溶液時的電極反應式。 參考答案：負極反應物是氫氣,正極反應物是氧氣。 負極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池反應：2H2＋O2===2H2O 3.當氫氧燃料電池的電解質溶液為稀硫酸時,寫出電極反應式。 參考答案： 負極：2H2－4e－===4H＋ 正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 電池反應：2H2＋O2===2H2O 4.電解質溶液的酸堿性對書寫電極反應式有何影響 酸性和堿性氫氧燃料電池中,反應進行一段時間后電解質溶液的pH分別如何變化 參考答案：堿性溶液中,電極反應式中不能出現H+;酸性溶液中,電極反應式中不能出現OH-。 堿性氫氧燃料電池中溶液的pH變小,酸性氫氧燃料電池中溶液的pH變大。 任務2：如果將氫氧燃料電池的燃料物質換成甲烷或甲醇，那么以氫氧化鉀溶液為電解質的甲烷或甲醇燃料電池的電極反應及電池反應分別是什么？ 參考答案： 甲烷燃料電池 正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 負極：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 電池反應：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 甲醇燃料電池 正極：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 負極：2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O 總反應：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第四章 化學反應與電能
第2課時 化學電源
【學習目標】
1.了解化學電源的分類，掌握一次電池、可充電電池的工作原理。 2.了解燃料電池的結構特點，掌握燃料電池的工作原理。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解化學電源的分類，掌握一次電池、可充電電池的工作原理。 任務1：閱讀教材p96-p97內容，完成下列問題。 1.電池有哪些優點？一次電池和二次電池有什么區別 列舉生活中常見的電池并說明它屬于那類電池？ 2.對比普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池,分析堿性鋅錳電池的優點？堿性鋅錳電池的正負極材料是什么、電解質是什么？堿性電池的正負極電極反應以及電池反應分別是什么？ 任務2：鉛酸蓄電池是典型的二次電池,其性能優良、價格低廉、安全可靠、可多次充放電,所以在生產、生活中使用廣泛,如汽車、電動自行車等都使用這種電池。 （1）寫出鉛酸蓄電池放電時的電極反應式,分析放電過程中,負極質量的變化及電解質溶液pH的變化。 （2）寫出鉛酸蓄電池充電時的電極反應式;分析充電時,鉛酸蓄電池的正、負極分別與直流電源的哪極相連。 （3）對比分析充電、放電時電極反應式的關系？鉛蓄電池完成一次放電和充電后，電池中的電解質溶液的濃度怎樣變化？
目標二：了解燃料電池的結構特點，掌握燃料電池的工作原理。 任務1：閱讀教材p98內容，完成下列問題。 1.燃料電池與一次電池、二次電池相比有哪些優點 2.以氫氧燃料電池為例,寫出正、負極反應物與當電解質溶液為KOH溶液時的電極反應式。 3.當氫氧燃料電池的電解質溶液為稀硫酸時,寫出電極反應式。 4.電解質溶液的酸堿性對書寫電極反應式有何影響 酸性和堿性氫氧燃料電池中,反應進行一段時間后電解質溶液的pH分別如何變化 任務2：如果將氫氧燃料電池的燃料物質換成甲烷或甲醇，那么以氫氧化鉀溶液為電解質的甲烷或甲醇燃料電池的電極反應及電池反應分別是什么？
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
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