师:请大家结合生活实际想想我们所用的电池都有那几类,又有何特点?
生:干电池,汽车用的蓄电池,锂电池,太阳能电池等
师:电池可谓种类繁多,家丁兴旺,那么我们使用的第一代电池是哪种?
生:锌锰干电池
师:锌锰干电池能否重复利用?它的结构有何特点(观看电池实体和视频)?
生:干电池是一次性电池,不能重复使用,电池外包锌皮,中间有碳棒,正极上有铜帽……
师:大家回答的很好,非常全面。我们看到电池的体积很小,这么小的体积是如何提供电能的?下面,我们来研究它的原理。上一节我们已经学习了原电池,知道电池的反应原理与原电池一样,现在我们先来找出干电池的正、负极和电解质
生:学生讨论分析
师生:正极是碳棒、负极是锌,电解质是氯化铵
师:现在看干电池正负极的反应(幻灯片)
负极:Zn — 2e- = Zn2+
正极:2NH4+ + 2e- = 2NH3 ↑+ H2↑
电池总反应式:
Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3↑ + H2↑
特点分析:a:一次性电池,不可逆
b:用KOH代替NH4Cl能提高 性能,延长寿命
师:干电池使用完后就要丢掉,但是其回收工作还不是很到位,因此废旧电池会对环境和土壤造成很大的污染,鉴于干电池的这一缺点又研制出可多次使用的充电电池,比如我们很熟悉的铅蓄电池就是第一代充电电池。现在我们来分析它的放电原理:
铅蓄电池电极反应:
负极:Pb + SO42-—2e-=PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-=PbSO4 + 2H2O
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
师:请同学们核对导学学案的超前学习提纲的填空。我们刚才所讲的两类电池它们反应所需的东西都在电池内,这样有没有不足的地方?
生甲:有,使用时间会受到限制
生乙:电池原料需要经常更换
生丙:电池的体积较大
师:好,大家的想法都有道理,那么这些问题怎样解决的呢?解决这个问题的
就是我要学的新型燃料电池,请大家看课本上对燃料电池的叙述。总结它的的工作特点
生:工作时,不断从外界输入反应物,同时将电极反应产物不断排出电池
师:非常正确。新型电池中,电极的导电材料一般为多孔的金属板,负极是通入还原剂的一方,正极是通入氧化剂的一方。 比如氢氧燃料电池,其电解质溶液为40%的氢氧化钾溶液,反应情况如下所示:
正极: O2+ 4e + 2H2O === 4OH-
负极: 2H2 – 4e + 4OH-=== 4H2O
总反应式: 2H2+O2==2H2O
师:请同学们总结该电池的优点
生:产物为水,对环境污染少,是一种绿色产品。因为原料从外部输入,使用时间易控制。
师:现在我们来做导学学案上的目标检测和探究交流
……
师:本节课小结:
(1)负氧正还。
(2)要注意溶液的酸碱性,适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O,以遵循电荷守恒和质量守恒。
(3)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。