教学目标:
1.知识与技能:
了解一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理,性能及其应用;会判断电池的优劣。
2.过程与方法:
本设计以开放式教学为指导思想,辅 助以视频、讨论、归纳等手段,让学生在不断解决问题的过程中,建构理论知识,增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。
3.情感态度价值观:
认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位;了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力,信息搜集处理能力及团队合作精神。
教学重点:一次电池,二次电池,燃料电池的反应原理
教学难点:化学电池的反应原理
教学方法:启发式
教学手段:多媒体辅助[来源:Z,xx,k.Com]
教学过程:
教学活 动 学生活动 教学意图
[引入]1、讨论交流如果没有电池我们的生活会变成什么样?
2、引导以Cu-Zn 原电池为例让学生回顾有关原电池的知识。 【学生思考、讨论】
1.构成原电池的条件
2.原电池的原理(以Cu-Zn 原电池为例)
负极(Zn): Zn – 2e = Zn 2+
正极(Cu):2H+ +2e = H2↑
总反应:Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2↑ 从复习所学知识,引出原电池在生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
【视频展示】
电池的历史和伏打电池
【学生讨论总结】
伏打电池有什么缺陷?
电解质为硫酸溶液,不便于携带,伏 打电池工作持续性差不能够推广使用 学会分析化学理论和实际应用的差别,培养学生的语言表达能力
【提问】
如果你是伏打,你想如何对你的电池进行改进?
[来源:学科网] 【讨论交流】……
【汇报结果】
① 将电解质制成固体;
② 何开发高能电池 培养学生分 析、归纳能力;培养学生的创新思维能力
导入碱性锌锰电池
【视频展示】[来源:Z#xx#k.Com]
碱性锌锰电池的构造
【提问】
碱性锌锰电池的反应原理 【学生讨论交流】
电极反应:
负极:Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e- = Zn(OH)2(S)
正极:2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq)
总反应:Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2( S)[来源:Zxxk.Com] 培养学生应用知识解决实际问题
【要求学生交流】碱性锌锰电池的主要 的性能、使用范围,应用前景以及缺陷等方面的知识。 【汇报总结】优点:比普通电池性能好,它的比能量和可储存时间均由提高,适用于大电流和连续放电,是民用电池的升级换代产品。
缺点:放电完了,不能再用 理解事物都具有两面性,培养学生合作探究的能力
导入二次电池
【视频展示】[来源:学科网ZXXK]
铅蓄电池的构造
【提问】
铅蓄电池电池的反应原 理 【汇报交流】电极反应:(放电时) 可以自发进行
负极:Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s)
正极:PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)
总反应:Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
电极反应:(充电时) 不能自发进行
阴极:PbSO4(s)+ 2e- = Pb(s)+ SO4 2-(aq)
阳极:PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)
总反应:2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq) 进一步培养学生应用知识研究实际问题能力
【要求学生讨论】蓄电池在应用中存在的优缺点。 【汇报总结】优点:电压稳定,使用方便,安全可靠,价格低廉,可多次重复使用。
缺点:比能量低,笨重,废弃电池污染环境 培 养学生的语言表达能力和归纳能力
展示资料幻灯片:
对自然环境威胁最大的五种物质:铬、镉、铜、铅、汞及对人类造成的危害; 观看幻灯片,增强环保意识 认识上述电池对环境的污染
【提出问题】:
上述各种电池的共同缺陷是什么?如何改进?
分析:
干电池中的汞、蓄电池中的铅、镉,三种金属都是对自然环境威胁最大的物质,都会造成环境污染 培养学生的环保意识
【视频导出】
燃料电池,展示氢氧料电池,分析其反应原理
酸性介质电极反应:
负 极:2H2 - 4e- = 4H+
正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O
碱性介质的电极反应:
负极:2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O 学生会书写不同条件下氢气燃料电池的电极反应