2.2 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3課時 課件-高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修第二冊

聚焦思維進(jìn)階

促進(jìn)模型建構(gòu)

—《氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)》大單元教學(xué)設(shè)計第3課時（魯科版

必修2化學(xué)電源）普通高中化學(xué)魯科版高一下學(xué)期必修課程

【知識目標(biāo)】1.一次電池、二次電池、燃料電池的工作原理及電極反應(yīng)。2.掌握陌生、復(fù)雜化學(xué)電源的電極方程式書寫方法。3.應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計簡單的氫氧燃料電池?！灸芰δ繕?biāo)】通過查閱資料、觀看視頻、討論等手段，讓學(xué)生在不斷解決問題的過程中，將建構(gòu)的理論知識加以應(yīng)用，增強分析、解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神。【素養(yǎng)目標(biāo)】1.運用建立的原電池認(rèn)知模型，合作探究鋅錳干電池、鉛蓄電池的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科素養(yǎng)。2.

增強科技意識，不斷研發(fā)新型電池，滿足人類社會發(fā)展的需求。積極回收利用廢舊電池，減少其對環(huán)境的污染。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的素養(yǎng)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)【模型建構(gòu)】裝置維度原理維度負(fù)極材料正極材料離子導(dǎo)體電極反應(yīng)物反應(yīng)過程電極產(chǎn)物化學(xué)電源裝置要素原理要素還原劑氧化劑氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物失電子得電子電子移動方向陽離子陰離子宏觀微觀Zn–2e–=Zn2+負(fù)極材料：

Zn正極材料：

石墨反應(yīng)：電解質(zhì)（離子導(dǎo)體）：NH4Cl、ZnCl2反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O—+裝置要素原理要素任務(wù)一鋅錳干電池（一次電池）1、酸性鋅錳干電池優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，電壓下降快。Zn–2e–+2OH－=Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e–=2MnO(OH)+2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

負(fù)極材料：

Zn正極材料：

石墨反應(yīng)：電解質(zhì)（離子導(dǎo)體）：KOH反應(yīng)：原理要素2、堿性鋅錳干電池裝置要素陌生電極反應(yīng)式書寫模型找還原劑、氧化產(chǎn)物寫出得失電子的數(shù)目標(biāo)價態(tài)列物質(zhì)配守恒看環(huán)境補離子判得失寫電子②電荷守恒③原子守恒①電子守恒找氧化劑、還原產(chǎn)物酸性補H＋堿性補OH－給什么補什么總結(jié)提升?一次電池的應(yīng)用一次電池的優(yōu)點：使用范圍廣電壓穩(wěn)定便于攜帶……不可回避的問題：消耗量大，無法循環(huán)，資源浪費，廢棄物對環(huán)境的污染鉛蓄電池由兩組平行的柵狀鉛合金極板交替排列作為主架，正極板上覆蓋PbO2，負(fù)極板上覆蓋Pb，電解質(zhì)是硫酸（Pb相對原子質(zhì)量：207）1.畫出電池裝置圖，分析鉛蓄電池正負(fù)極材料、離子導(dǎo)體、電極反應(yīng)物及產(chǎn)物2.在此電池裝置圖的基礎(chǔ)上標(biāo)明電子和離子的移動方向、書寫電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式3.放電時，兩極附近pH如何變化？4.當(dāng)電路中有2mole-轉(zhuǎn)移時，正負(fù)極電極質(zhì)量變化了多少？任務(wù)二鉛蓄電池（二次電池）(二)二次電池1、鉛蓄電池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2OPb(s)+SO42--2e-=PbSO4(s)正極：PbO2(s)+4H++SO42-+2e-=PbSO4(s)+2H2O

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)負(fù)極：正負(fù)極材料正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液裝置要素原理要素比能量低壽命短產(chǎn)業(yè)鏈鉛污染……思考：鉛蓄電池解決了電池二次使用問題，它有哪些缺點？燃料電池任務(wù)三1.燃料電池燃料電池是一種連續(xù)地將_____和_______的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為_____的化學(xué)電源。燃料電池的電極本身不包含_________，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。燃料氧化劑電能活性物質(zhì)燃料電池的特點①燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供給，生成物不斷地被排出，可以連續(xù)不斷地提供電能。②電池內(nèi)部的電極材料和離子導(dǎo)體在工作過程中不發(fā)生改變，使燃料電池可以持續(xù)工作。小組合作探究下列問題1.

氫氧燃料電池總方程式、正負(fù)極反應(yīng)物是什么？如何獲得反應(yīng)物？2.哪些物質(zhì)可以用作氫氧燃料電池的電極材料？哪些物質(zhì)可以用作氫氧燃料電池的離子導(dǎo)體？3.設(shè)計氫氧燃料電池裝置圖，寫出以硫酸為電解質(zhì)的氫氧燃料電池電極反應(yīng)式4.還有哪些物質(zhì)可以設(shè)計成燃料電池？任務(wù)三燃料電池負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O（2）堿性介質(zhì)氫氧燃料電池的電極反應(yīng)（1）酸性介質(zhì)氫氧燃料電池的電極反應(yīng)負(fù)極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4H++4e-=2H2O電池反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O任務(wù)三裝置要素原理要素燃料電池一、電池的分類化學(xué)電源一次電池酸性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池二次電池鉛蓄電池鋰離子電池燃料電池氫氧燃料電池二、陌生電極反應(yīng)式的書寫方法標(biāo)價態(tài)列物質(zhì)判得失寫電子看環(huán)境補離子配守恒鞏固練習(xí)1．甲醇－空氣燃料電池（DMFC）是一種高效、輕污染的車載電池，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電流由乙電極經(jīng)導(dǎo)線流向甲電極C.b口通入空氣，c口通入甲醇D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2＋5H2OB2.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2

Ni相對原子質(zhì)量：59

下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（）

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB.電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C.電池放電過程中，正極附近溶液的pH降低D.電池放電時，每轉(zhuǎn)移2mole-，正極質(zhì)量增加20gC鞏固練習(xí)約翰·古迪納夫發(fā)現(xiàn)了LiCoO2等一系列正極材料，減少了枝晶短路的可能，進(jìn)而大幅提升鋰電池的