4.1.2 一次电池和二次电池-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第2课时 一次电池和二次电池 第四章 第一节 化学反应与电能 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 1.通过了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源，增强社会责任感； 2.通过阅读教材，知道一次电池、二次电池的概念、分类、优缺点等等，提升自主阅读与信息提取能力； 3.通过分析典型原电池的工作原理，强化原电池思维，并能用电极反应表示其中发生的化学反应，体会变化与守恒思想。 核心素养学习目标 创设情境 生活中各式各样的电池 首先在补铁剂的大情境下，引出检验补铁剂中铁元素价态存在形式的任务 3 任务一 分析一次电池及其工作原理 【阅读思考】阅读教材p98，思考下列问题。 ①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少。 ②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小。 ③电池可储存时间的长短。 【问题1】化学电源可以分为哪几类？ 【问题2】与其他能源相比，电池有哪些有优点？ 【问题3】化学电池优劣的主要标准。 单位W·h·kg-1或W·h·L-1。 单位是W·kg-1或W·L-1。 一次电池、二次电池 、燃料电池 方便携带、易于维护、能量转化效率较高，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等 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【阅读思考】阅读教材p98，思考下列问题。 【问题4】一次电池的概念 【问题5】以及常见的一次电池有哪些？ 【问题6】一次电池的优点和缺点。 又称干电池，放电后不可再充电，电解质溶液制成胶状，不流动 优点：结构简单、价格低廉； 缺点：会发生自放电，不能长期放置。 普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【思考交流】结合总反应方程式，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。 1.普通锌锰干电池 电极反应物 电极材料 电解质溶液 正极反应式 负极反应式 总反应式 【拓展了解】普通锌锰干电池曾一度长期占据市场，但现在却逐渐被替代，一方面是会发生自放电；另一方面电解质氯化氨为酸性，会腐蚀电池的锌筒且反应有氢气生成，易造成电池膨胀及漏液现象。 负极：Zn 正极： MnO2 NH4Cl糊 负极：Zn 正极：石墨棒 2MnO2＋2NH4＋＋2e－＝2MnO(OH) ＋2NH3 Zn－2e－＋2NH3＝Zn(NH3)2 2＋＋2NH4＋ Zn+2NH4Cl+2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【思考交流】回顾旧知，结合总反应方程式，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。 2.碱性锌锰电池 电极反应物 电极材料 电解质 正极反应式 负极反应式 总反应 负极：Zn 正极： MnO2 KOH 负极：Zn 正极：石墨棒 MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【思考交流】回顾旧知，结合总反应方程式，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。 3.纽扣式锌银电池 电极反应物 电极材料 电解质 正极反应式 负极反应式 总反应 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ 负极：Zn 正极： Ag2O 负极：Zn 正极： Ag2O KOH溶液 Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【归纳总结】电极方程式的书写 （1）活泼金属作负极时，本身被氧化 ①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，产物可直接写成金属阳离子。 ②若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“金属失电子的反应式”和“阳离子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。如，Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池，负极反应式为 （2）负极材料本身不反应时 酸性氢氧燃料电池 碱性氢氧燃料电池 Al－3e－+ 4OH- ═══ [Al(OH)4]- 步骤一：写负极反应式 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务一 分析一次电池及其工作原理 【归纳总结】电极方程式的书写 首先，根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种为例得电子；其次，确定该微粒得电子后变成哪种形式。 酸性氢氧燃料电池 碱性氢氧燃料电池 步骤二：写正极反应式 步骤三：写总反应式 负极反应式与正极反应式相加和，得到总反应式。 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 分析二次电池及其工作原理 【阅读思考】阅读教材p99，思考下列问题。 【问题1】二次电池的概念。 【问题2】以及常见的二次电池有哪些？ 【问题3】铅酸蓄电池的优点和缺点。 又称可充电电池或蓄电池，放电后可再充电而反复使用 ①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。 ②缺点：比能量低、笨重。 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 分析二次电池及其工作原理 【思考交流】结合总反应方程式，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。 铅酸蓄电池——放电时 电极材料 电解质溶液 正极反应式 负极反应式 总反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O PbSO4难溶于水 放电过程中，负极质量变化 ，稀H2SO4的浓度 。 增大 减小 负极：Pb 正极： PbO2 稀硫酸 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 分析二次电池及其工作原理 【思考交流】回顾旧知，结合总反应方程式，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。 铅酸蓄电池——充电时 总反应式 电极材料 阴极反应式 阳极反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 充电反应就是放电反应的逆反应 PbSO4 +2e- === Pb + PbSO4 +2H2O -2e- === PbO2 + 4H++ 阴极：与外接电源负极相连 阳极：与外接电源正极相连 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 任务二 分析二次电池及其工作原理 【归纳总结】1.充电电池两极和两极反应物的判断： ① 先写出放电时的正负极，以及正负极反应式。 （负失氧，正得还） ②阴极反应=负极反应式的逆过程→发生还原反应 阳极反应=正极反应式的逆过程→发生氧化反应 放电 负极 正极 氧化反应 还原反应 氧化反应 还原反应 阴极 阳极 充电 - — + 正接正，负接负 1.一种锂离子电池的负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为钴酸锂(LiCoO2)，电解质溶液为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)，电池反应原理如下： LixCy+Li1-xCoO2 LiCoO2+Cy 当电池放电时： 负极反应式： ；正极反应式： 。 反应过程：放电时，Li+从石墨中脱嵌移向 极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时，Li+从 晶体中脱嵌，由 极回到 极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间，完成化学能与电能的相互转化。 LixCy-xe-===xLi++Cy Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2 正 钴酸锂 正 负 任务二 分析二次电池及其工作原理 【评价训练】 Zn 2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+ 8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是　　，放电时负极的电极反应式为__________________　　　 (2)放电时，正极发生　　　(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　 　　 　。放电时，　　(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2 还原 Fe+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH- 正 Zn 任务二 分析二次电池及其工作原理 【评价训练】 归纳总结 1.一次电池及其工作原理 二次电池概述 一次电池概述 实例分析：碱性锌锰电池、纽扣式锌银电池 2.二次电池及其工作原理 实例分析：铅酸蓄电池 任务一 ，通过回顾研究无机物性质的模型，引导学生迁移分析，解决复杂问题，培养学生模型认知的化学学科素养。 本课结束 今日作业 第四章 第一节 第2课时 一次电池和二次电池 Pb＋SO－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O $$