教學設計：歐偉嬋

　　  【版本信息】

　　 人民教育出版社高中化學選修4第四章電化學基礎第2節

　　【教學設計】

　　一、教材分析

　　 通過以前章節的學習，學生已經掌握了原電池原理的有關知識，爲本節的學習做好了充分的理論知識準備。化學電池是依據原電池原理開發的具有很强的實用性和廣闊性的技術産品。本節的教學是理論知識在實踐中的延伸和拓展，將抽象的理論和學生在日常生活中積累的感性體驗聯繫起來，幫助學生進一步深入認識化學電池。

　　 現代科技的飛速發展也帶動了電池工業的進步，各種新型的電池層出不窮。教材選取具有代表性的三大類電池，如生活中最常用的一次電池（碱性鋅錳電池）、二次電池（鉛蓄電池）、以及未來有着美好應用前景的燃料電池。簡要介紹了電池的基本搆造，工作原理，性能和適用範圍。同時向學生滲透緑色環保的意識。

　　二、教學目標（思維工具：AGO工具）

　　 1．考綱要求

　　 (1)瞭解日常生活中常用的化學電池和新型化學電池；

　　 (2)認識一次電池、二次電池、燃料電池等幾類化學電池；

　　 (3) 會書寫常用化學電池的電極反應式及總反應式。

　　 2．考點：瞭解常見化學電源的種類及其工作原理

　　 3．能力目標

　　 培養學生觀察、分析、整理、歸納總結等能力。

　　 4．情感、態度和價值觀目標

　　 感悟研製新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環境問題，初步形成較爲客觀、正確的能源觀，增强學生的環保意識。

　　三、教學重點難點

　　 重點：一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其應用。

　　 難點：化學電池的反應原理。

　　  四、學情分析

　　 在化學2中學生已經學習了氧化還原反應的初步知識，前一節又學習了原電池的基本内容，加上化學電池是一類應用範圍廣、實用性强的電源，因此，學生在過去的學習和生活中已經對許多不同類型的電池有所瞭解。

　　 五、教學方法

　　 1．啓發討論法

　　 2．小組合作

　　 3、講授法

　　六、思維工具

　　 AGO、OPV、CAF、PMI、祛除

　　七、課時安排：1課時

　　八、教學過程

　　 展示實物和播放圖片，創設情景，導入新課。

　　 （一）化學電池的分類及電池優劣的判斷標準（思維工具：CAF）

　　  1.化學電池主要分爲哪幾大類？

　　2.電池優劣的判斷標準是什麽？

　　參考提示（圖1、圖2）

　　圖1化學電池分類

　　圖2電池優劣判斷標準

　　 （二）化學電池的反應原理（思維工具：PMI、CAF工具）

　　 1．一次電池——乾電池

　　 瞭解乾電池的結構及兩極的電極反應式、乾電池的優缺點。

　　 參考提示(圖3)：

　　圖3乾電池

　　 電極反應爲：負極Zn－2 e-＝Zn2+ 

　　正極  2NH+4＋2 e-＝2NH3＋H2H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O

　　 優點：體積小，使用方便。

　　 缺點：不能重新充電復原，電量小，容易發生氣漲或漏液；廢棄的電池會對環境造成污染。

　　 2．二次電池——鉛蓄電池

　　 （1）瞭解鉛蓄電池的結構及兩極的電極反應式

　　 （2）鉛蓄電池的優、缺點

　　 參考提示（圖4）：

　　圖4鉛蓄電池

　　放電：負極：Pb＋SO42-－2e- ＝PbSO4↓

　　正極：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O

　　充電：陽極：PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+＋SO42-

　　 陰極：PbSO4＋2e- ＝Pb＋SO42-

　　 蓄電池放電和充電的總反應式：PbO2＋Pb＋2H2SO4放電2PbSO4↓＋2H2O

　　 優點：可放電亦可充電，價格低廉，電壓穩定，使用方便、安全、可靠，又可以循環使用。

　　 缺點：比能量低，比較笨重，廢棄的電池會對環境造成污染。

　　 3．燃料電池（思維工具：CAF）

　　 播放燃料電池的FLASH課件，瞭解鉛蓄電池的結構及兩極的電極反應式。

　　 參考提示（圖5）：

　　圖5燃料電池

　　 電極反應式爲：

　　 （1）氫氧燃料電池：酸性電解質：負極：2H2-4e-=4H+

　　正極：O2+4H++4e-=2H2O

　　 碱性電解質：

　　負極:2H+＋2OH-－2 e-＝2H2O

　　  正極:O2＋2H2O＋4 e-＝4OH-   電池總反應式爲：2H2＋O2＝2H2O

　　 （2）甲烷燃料電池：

　　 負極：CH4＋10OH－－8e- ＝CO32-＋7H2O；

　　 正極：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。

　　 電池總反應式爲：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

　　 學生交流，小組合作氫氧燃料電池的優點：高效低污染的新型電池，主要用於航天領域。

　　 4.知識規律歸納（思維工具：CAF工具）

　　 1．正、負極的電極反應式相加就是電池反應式，故對於較難寫的電極反應式通常用總式—容易寫的電極反應式（一般是正極的電極反應式）。

　　 2．燃料電池的電極反應書寫時應注意酸性溶液中不能出現OH-，碱性溶液中不能出現H+。

　　 （三）環保問題（思維工具：CAF、OPV）

　　 學生討論：廢棄電池中的什麽成分會對環境和人體健康造成危害？如何處理廢棄電池？

　　 通過播放舉世聞名的水俣病和痛痛病等圖片，培養學生的環保意識和社會責任感。

　　 （四）典型實例（思維工具：識别論據、祛除）

　　1．下圖爲氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列叙述不正確的是 ()

　　 A．a電極是負極B．b電極的電極反應爲：4OH--4e-= 2H2O+O2↑

　　 C．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的緑色電源

　　 D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池内的新型發電裝置

　　 解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a極爲負極，其電極反應爲：2H2-4e-=4H+，b極爲正極，其電極反應爲：O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應式爲：2H2+O2=2H2O。H2爲還原劑，O2爲氧化劑，H2、O2不需全部儲藏在電池内。故答案爲D。

　　  2．常見鉛蓄電池是二次電池，其電極材料分别爲Pb和PbO2，電解液爲稀H2SO4溶液，工作時的總反應式爲Pb ＋PbO2 ＋ 2H2SO4放電充電2PbSO4＋2H2O。請依據上述情况判斷：

　　 （1）鉛蓄電池的負極材料式。

　　 （2）請依據兩極材料和總反應式，寫出放電時正極電極反應式。

　　 （3）請依據總反應式和正極電極反應式，寫出放電時負極電極反應式 。

　　 （4）放電時，電解質溶液中陰離子移向極；電流方向從 極流向 極。

　　 （5）放電時，電解質溶液的酸性 （填“增强”、“减弱”或“不變”）。

　　 （四）鞏固練習  1．下列説法正確的是（）

　　 A．碱性鋅錳乾電池是二次電池

　　 B．鉛蓄電池是一次電池

　　 C．二次電池又叫蓄電池，它放電後可以再充電使活性物質獲得再生

　　 D．燃料電池的活性物質没有儲存在電池内部

　　 2．碱性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅—錳碱性電池以氫氧化鉀溶液爲電解液，電池總反應式爲：

　　 Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) ==  Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)

　　 下列説法錯誤的是（）

　　 A．電池工作時，鋅失去電子

　　 B．電池正極的電極反應式爲：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)

　　 C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極

　　 D．外電路中每通過02mol電子，鋅的質量理論上减小65g

　　 3.有人設計出利用CH4和O2的反應，用鉑電極在KOH溶液中搆成原電池。電池的總反應類似於CH4在O2中燃燒，則下列説法正確的是（）

　　 ①每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-

　　 ②負極上CH4失去電子，電極反應式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

　　 ③負極上是O2獲得電子，電極反應式爲 O2+2H2O+4e-=4OH-

　　 ④電池放電後，溶液PH不斷昇高

　　 A.①② B.①③C.①④D.③④  （五）課堂小結（思維工具：CAF工具）

　　圖6課堂小結

　　【教學後記】

　　  本節課教者從學生熟悉的電池入手，通過展示實物和播放常見的電池圖片，激發學生的求知慾。通過小組合作和思維工具，使學生對常見的三種電池有了進一步的瞭解，初步掌握了書寫電極反應式的技巧。同時使學生瞭解化學電源可能會引起的環境問題，初步形成較爲客觀、正確的能源觀，增强了環保意識。