化学电源

第二节 化学电源

三维目标： 知识与技能:

1． 使学生了解常见电池的分类、优点及适用范围。

2． 使学生了解一次电池、二次电池和燃料电池的基本构造、反应原理及应用。

过程与方法：

运用氧化还原反应原理来理解各类电池的工作原理。

情感、态度和价值观：

通过学习各类电池的实际应用，感受化学给人类带来的进步和文明。通过了解废旧电池给环境的危害，树立环保意识。

教学重点、难点：

一次电池、二次电池和燃料电池的基本构造、反应原理及应用。

教学过程：

一、化学电池的种类 化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅

蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。

下面介绍化学电池的种类：

1．干电池：普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化

第21讲 原电池 化学电源

考纲要求 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

考点一 原电池的工作原理及应用

1．概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 2．原电池的构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。 3．工作原理 以锌铜原电池为例

(1)反应原理

电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中离子移向

(2)盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

负极 锌片 Zn－2e===Zn2 －＋＋正极 铜片 Cu2＋2e===Cu －氧化反应 还原反应 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极 ＋－②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。

(1)理论上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池

化学电源教学设计

课 标 解 读 重 点 难 点 1.了解电池的分类、特点及适用范围。 2.了解几类化学电池的构造、原理。 3.了解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害。 1.一次、二次、燃料电池的构造及工作原理。(重点) 2.原电池电极反应式的书写。(重难点) 化学电源1.概念：是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。 ①一次电池如普通锌锰电池——干电池??

2．类型?②二次电池如铅蓄电池

??③燃料电池如氢氧燃料电池

常见的几种化学电池

1.一次电池(碱性锌锰电池)

(1)构成：负极Zn，正极MnO2，电解质KOH。 (2)电极反应：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 2．二次电池(蓄电池)

(1)构成：负极Pb、正极PbO2，电解质H2SO4溶液 (2)工作原理

①放电：负极：Pb(s)＋SO24－(aq)－2e－===PbSO4(s) 正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO24－(aq)＋2

4.2.2

化学电源

一、选择题（每题有1个或2个正确选项）

1. 下列有关化学电池的说法不正确的是（ ）

A. 化学电池是将化学能变成电能的装置

B. 一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能使用了

C. 二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，故可多次重复使用 D. 燃料电池是将燃料燃烧所放出的能量转化为化学能装置 2. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可表示为：

+ 2+

Zn＋2MnO2＋2NH4==Zn+ Mn2O3+2NH3+H2O

在电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（ ）

+ 2++

A. Zn B. 碳棒 C. MnO2和NH4 D. Zn和NH4

3. 下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）

A. a电极是负极

--B. b电极的电极反应为：4OH-4e==2H2O+O2↑ C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存电池内的新型发电装置 4. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到 广泛的应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O=

第二节 化学能与电能

第二课时

三维目标

知识技能：在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出原电池实验，学习实验研究的方法。

过程与方法：在探究设计原电池实验过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。 情感、态度与价值观：有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断 教学重点：实验探究的基础上认识原电池的组成及应用 教学难点：对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思 教具准备：多媒体课件、投影仪 教学过程 [新课导入]

[复习] 请一位同学总结原电池的重要知识点 ［板书］自我评价和反思

师：请同学们从以下方面依据个人的知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价：

① 对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。

② 在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能有没有提高。 ③ 在执行学习任务过程中所采取的态度以及与其他同学和老师的合作情况 师：请同学们展示自己制作的原电池，清用图表示。 教师投影学生的设计图

1 / 5

多媒体展示各种电池

[ Primary Battery CR2032 Lithi

二、发展中的化学电源空气电池

铅蓄电池锂电池

干 电 池

发展中的化学电源1、干电池(一般是锌锰电池) 干电池(一般是锌锰电池) 2、充电电池(铅蓄电池) 充电电池(铅蓄电池) 3、燃料电池 、

二、发展中的化学电源干电池(一般是锌锰电池) 1、干电池(一般是锌锰电池) 普通干电池是用锌筒外壳作负极， 普通干电池是用锌筒外壳作负极，位于中央的顶盖有 干电池是用锌筒外壳作负极 铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和 铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl Cl和 淀粉糊作电解质，还填有MnO 黑色粉末. 淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末. 负极(锌筒): ):Zn 负极(锌筒):Zn - 2e- = Zn2+ 正极(石墨): 正极(石墨): 4+ + 2e- = 2NH3 + H2 2NH 总反应式： 总反应式： + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H2 Zn 主要用于： 主要用于： 手电筒,石英钟,电动玩具等, 是一次性电池. 手电筒,石英钟,电动玩具等, 是一次性电池.

2、充电电池(铅蓄电池) 特点： 充电电池(铅蓄电池) 特点： 正极为： 正极为： PbO2 放电时进行的氧化 负极为： 负极为： Pb还原反应

2010年高中化学远程培训材料化学反应原理。

高中化学远程研修化学反应原理模块

原电池与化学电源教学研讨

——基于教材转化的备课研讨 专题简介：

教师在实施新课程教学的过程中，一项主要工作就是分析教材并进行教学设计。本专题是通过“化学能转化为电能——电池”的教学设计研讨，应用新课程背景下的教学设计思路（知识线、活动线、问题线、情景线、教学价值与学生认识发展脉络），帮助老师形成基于教材分析进行教学设计的思路。

主持人：

北京师范大学化学教育研究所在读博士 北京市第三十五中学高级教师 支瑶 嘉宾：

教育部高中化学课程标准研制组组长 北京师范大学化学教育研究所所长

王磊教授

山东省实验中学高级教师 王卫平 北京教育学院丰台分院 支梅

上 部

一、面对新教材？老师们是如何进行教材分析的？是否能够全面领会教材编写意图？充分利用教材资源？

主持人：在高中化学新课程中，随着课程结构的变化、课程目标的变化，教材也发生了很多的变化。从内容呈现上，新教材都是“正文+栏目”的呈现方式。另外，由于新课程的课程目标强调三

第六章 化学反应与能量

〖课 题〗第三课时 原电池 化学电源 〖复习目标〗

（1）了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 （2）了解常见化学电源的种类及其工作原理。

〖教学重点〗原电池的工作原理、电极方程式的书写 〖教学难点〗电极方程式的书写 〖教学过程〗

?知识精讲?

1、原电池概念及原理 （1）原电池

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 （2）原电池构成条件及判断

①具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。 ②具有电解质溶液。

③形成闭合电路 (或在溶液中相互接触)。 ④是否存在能自发进行的氧化还原反应 ★☆判断

（3）原电池工作原理示意图

以铜锌原电池为例

①反应原理 电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中离子移向 ②两个装置的比较 负极 锌片 Zn－2e===Zn2 －＋ 正极 铜片 Cu2＋2e===Cu ＋－氧化反应 由Zn沿导线流向Cu 还原反应 盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极 ＋－装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ盐桥原电池中，还原剂在负极＋区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 ③原电池的

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第四章《电化学基础》第二节《化学电源》

周考卷二十二 ——化学电源

时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项)

1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s) 下列说法错误的是( ) A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式：2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e===2MnOOH(s)＋2OH(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

解析：由所给的电池总反应可知，电池工作时，每有1mol Zn参加反应，失去2mol电子，则会有2mol电子从负极Zn开始流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e===2MnOOH(s)＋2OH(aq)，外电路每通过0.2mol

4.2化学电源

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)

1．利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置，如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。上述电池工作时，有关说法正确的是 ( )

A．铝罐将逐渐被腐蚀

－2－

B．碳棒上发生的反应为O2＋4e===2O C．碳棒应与玩具电池的负极相连

D．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻 【答案】 A

2．下列有关电池的叙述正确的是( ) A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 D．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 【答案】 B

3．锂电池是新一代高能电池，目前已研究出多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法正确的是( )

A．Li是正极，MnO2是负极

－＋

B．放电时负极的反应：Li－e===Li

－－

C．放电时正极的反应：MnO2－e===MnO2

－

D．电池放电时产生MnO4 【答案】 B

－＋

【解析】 根据电池总反应可判断Li为负极，放电时发生反应：Li－e===Li；MnO2

－－－

为正极，放电时发生反应：MnO2＋e===MnO