第一章第二节第二课时探寻理想的化学电源课件2023-2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

核心素养引领下的高中化学大单元教学探析 ---探寻理想的化学电源 一、问题导向，引入新课： 【问题导向】：1.铜片表面气泡是什么气体？说明什么问题？ 2.铜片为什么能产生气体 3.构成原电池的需要什么条件呢？ 【结果评价】：工作原理：由于锌铜间存在电势差，依据平衡思想，电子由锌转移到铜片上，锌以离子的形式进入溶液中，溶液中氢离子牵移到铜片得到电子生成氢气，硫酸根离子受到离子间的作用力移向锌电极。 二：对比分析，建构模型：原电池模型 原电池构成条件：1.电势差自发的氧化还原反应（氧化剂+还原剂） 2.两 极：（1）负极;电子流出，化合价升高，还原剂 （2)正极；电子流入，化合价降低，氧化剂 3.闭合回路：（1）外电路：电子导体 （2) 内电路：离子导体 三、电池的发展：单液原电池(1800年福达电池） 问题导向，分析评价： 单液原电池的缺点：？ 电池的发展：双液原电池（1836年丹尼尔改进） 问题导向，分析评价： 双液原电池的优缺点：？ 问题导向，分析评价： 双液原电池由于搭建了盐桥作为内电路使负极材料与电解质液隔离，从而提升了化学能转化为电能的百分率，但由于盐桥的长度较长，横截面积较小（R=ρL/S）导致的内阻极大所以双液原电池的电流强度极小。 电池的发展：膜电池 对比分析，总结归纳：膜电池优点？ 【分析评价】：通过分析对比发现：交换膜可以起到隔离物质和选择性通过离子的作用，这样很好的解决了单液，双液原电池的一些弊端。在现代电池工业中有广泛的应用。离子交换膜不仅在原电池中有广泛的应用，在电解池中也可以来借助不同类型的交换膜来解决工业生产的难题。例如：氯碱工业中等。 【问题导向】：请同学们分析若将此装置应用于工业生产有何缺陷？如何改进？ 【问题导向】：请同学们分析若将此装置应用于工业生产有何缺陷？如何改进？ 【分析评价】：产品不纯，产率低，存在安全隐患。为了解决以上问题可做如何改进？ 【建构模型1】：工业由盐溶液制备碱和相关产品可使用一膜两室装置 【迁移应用】：若将饱和食盐水换成硫酸钠溶液制备烧碱（如上图所示），有何优点和不足之处？如何解决？ 【迁移应用】：若将饱和食盐水换成硫酸钠溶液制备烧碱（如上图所示），有何优点和不足之处？如何解决？ 【分析评价】：阳极生成的氢离子和钠离子同时移向阴极，导致产品的产率明显降低。可利用交换膜加以隔离解决： 【建构模型2】：两膜三室（此类装置适用于活金属含氧酸盐废水的处理同时得到相对应的酸和碱） 【问题导向】：如果采用上述两膜三室原理在工业中可用于制备次磷酸(H3PO2)，发现在阳极区次磷酸产品有大量的磷酸杂质，借助所学知识可如何改进呢？ 【建构模型3】：三膜四室（此类装置优点是将原料和产品及阴阳两极产物通过离子交换膜隔离，得到高纯产品的同时在两极得到对应的副产品） 1.比能量高： 相同质量的电极所转移电子的量 2.能量利用率高 3.无污染 Zn、Pb、Fe、Ni,Cd, Li 、 H、 Na、Mg、Al (1836) (1859) (1890) (1899) (1992) (2000) 四;理想电池的条件： 交流讨论，拓展新知：比能量 常见化学电源： 一次电源：Zn-MnO2,Zn-Ag2O 二次电源：Pb-PbO2,Ni-Cd(OH)2,Li-MnO2/SOCl2 燃料电池 :H2-O2 等燃料电池 谢谢大家 恳请指正 实验装置 实验现象 解释 锌片 锌片逐渐溶解， 表面有气泡产生 Zn能与H＋反应生成H2 锌片、铜片 锌片逐渐溶解， 表面有气泡产生，铜片表面无现象 Zn能与H＋反应生成H2，Cu不能与H＋反应 锌片、铜片导线相连并接入电流计 锌片逐渐溶解，表面有气泡，铜片表面有气泡产生，电流表指针发生偏转 Zn能与H＋反应生成H2 $