第四章 电化学基础第一节 原电池_百度文库
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第四章 电化学基础第一节 原电池
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&&第​四​章​ ​电​化​学​基​础​第​一​节​ ​原​电​池
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高中化学选修四第四章原电池电极反应式的书写汇总-练习与答案
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锂离子二次电池正负极材料的制备及电化学性能研究,二次电池,锂二次电池,高比能量锂二次电池,锂硫二次电池,二次电池分类,锂离子电池,电化学,聚合物锂离子电池,电化学腐蚀
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锂离子二次电池正负极材料的制备及电化学性能研究
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3秒自动关闭窗口第二节　发展中的化学电源
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一、指导思想和理论依据
&&& 开放式教学，渊源于科恩（R .C .Cohn）1969年创建的以题目为中心的“课堂讨论模型”和“开放课堂模型”--人本主义的教学理论模型；同时，还渊源于斯皮罗（Spiro）1992年创建的“随机通达教学”和“情景性教学”--建构主义的教学模式。这些教学理论模型强调：学习是学习者主动建构的内部心理表征过程，教师的角色是思想的“催化剂”与“助产士”。教师不应把主要精力局限于所教的内容上，而应注意学习者的心态（即情感与动机）变化。教育的目标是教师与学生共享生命历程，共创人生体验；养育积极愉快，适应时代变化，心理健康的人。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，使学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，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。
二、教学背景分析
依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求，对本节教材的学习，包括三部分内容：1、举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，2、知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置，3、通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。
通过《化学能与电能》的第一课时学习：了解了原电池的概念、原理；并知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。所以本课时的主要内容是：1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；2、通过认识生活中的原电池[即传统干电池(锌锰电池) 、蓄电池和燃料电池]，进一步理解原电池的概念和原理；3、通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，增强学生的创新精神；并且通过本节学习，能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；4、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。
三、学生学情分析
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，《化学能与电能》的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。所以本课时设计：同学们通过换位思考，担任不同的角色，导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电极材料，电子流向，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。&&&&&
四、教学流程图
教师活动&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 学生活动
归纳与整理
五、教学过程
发展中的化学电源――教学设计
创设情境：展示幻灯片，生物学家在解剖青蛙大腿的时候，发现金属刀一碰伤青蛙的大腿，青蛙就会发生颤抖，请同学们展开联想，推测可能是什么原因？
展开联想，推测原因，回答，交流，讨论。
展示幻灯片：
当时物理学家付打恰在观察，受到启发，他认为一定是青蛙腿中的组织液含有电解质溶液，金属刀在切割的时候产生了电流。于是他用锌、铜做电极，稀硫酸作电解质溶液，制成了世界上的第一个电池。
观看感受 。
提出问题：
你认为在此电池中，哪一种物质失电子？哪一种物质得电子？为什么？
思考交流：
&锌比铜的金属性强，失电子能力强，锌做负极，铜做正极，电子从锌经外电路流到铜电极，流硫酸电离出的氢离子的电子。
铺垫资料：
伏打发明了伏打电池后，英国化学家戴维非常感兴趣，戴维用伏打电池进行了电解实验，首次制出了非常活泼的碱金属，当时为了提供足够的电流，戴维将伏打电池进行了串联，最多一次并排放置了100多个大玻璃瓶，放置了100多对电极。
感受、思考：
伏打电池有什么缺陷？
提出问题：
如果你是伏打，你想如何对你的电池进行改进？
思考交流：
①因为电解质为硫酸溶液，不便于携带，不能够推广使用，将电解质制成固体。
②如何开发高能电池&。&&&&
铺垫问题：
什么是电解质？电解质制成固体还导电吗？
思考交流：
在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物，故态状况下电解质不导电。
展示幻灯片：
有一位化学家在伏打电池中加入淀粉。
思考交流，归纳：
加入固体填充物，制成糊状。
现在使用的普通干电池，并展示结构图片。
思考交流：
分析干电池的负极：锌，正极：碳棒。
电解质：氯化铵。
提出问题：
从我们查询的信息来看，氯化铵溶液显酸性，你认为干电池有什么缺陷，如何改进？
思考交流：
氯化铵溶液显酸性，则会跟锌皮发生反应，使用一段时间后电池会发生漏液。
改进方法：
1．换锌皮为排在氢后的金属（不可行）。
2．将氯化铵换为碱性电解质。
现在使用的较多为碱性干电池，
思考交流：
分析电极以及电子转移方向
提出问题：
如果你是开发商，你有什么想法？
思考交流：
将电池制成可以循环使用的电池，降低成本
可充电电池，展示首先使用的铅蓄电池的可充电电池结构
思考交流：
分析铅和氧化铅的活泼性，推测正、负极和电子转移方向
提出问题：
在元素周期表中查阅铅的相对原子质量，分析铅蓄电池的缺陷是什么？如何改进？
查阅数据：
铅的相对原子质量是207，相对原子质量较大，铅蓄电池较笨重，不便于携带，寻找导电性较好的相对原子质量较小的金属做电极，最轻的金属是锂。
锂电池，同时展示镍镉蓄电池的信息介绍
思考交流：
分析锂电池的电极以及电子转移方向
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；
干电池的负极材料：锌汞齐，1节1号干电池会使1 m2 的土地永久实效，而仅我国一年就生产各种电池上亿节。
观看幻灯片，增强环保意识
提出问题：
上述各种电池的共同缺陷是什么？如何改进？
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。
燃料电池，展示甲醇、甲烷燃料电池，分析正负极
思考交流：
燃料电池中氧气得电子，作正极，燃料作负极，并分析电子流动方向。
提出问题：
甲醇、甲烷燃料电池有什么缺陷，你想如何改进？
思考交流：
大量化石燃料的燃烧会生成大量的二氧化碳，造成温室效应，开发绿色、清洁燃料。
提出问题：
你认为什么燃料最清洁？
思考交流：
氢气是最清洁、无污染的燃料。
氢、氧燃料电池
思考交流：
分析正、负极和电子流动方向。
归纳小结并板书：
[板书设计]：
负极 锌（失电子）
发生氧化反应&
正极 碳棒（得电子）发生还原反应
2．充电电池
负极& 铅（失电子）
发生氧化反应
正极& 氧化铅（得电子）发生还原反应
3．燃料电池
负极 燃料（失电子）
发生氧化反应
正极 氧气（得电子）发生还原反应
归纳总结交流：
负极 锌（失电子）
发生氧化反应&
正极 碳棒（得电子）发生还原反应
2．充电电池
负极& 铅（失电子）
发生氧化反应
正极& 氧化铅（得电子）发生还原反应
3．燃料电池
负极 燃料（失电子）
发生氧化反应
正极 氧气（得电子）发生还原反应
[布置作业]：
分小组制作“化学电源――环境污染――清洁能源”图片展，倡导学生自觉组织在校园内设置废旧电池回收箱，定时回收废旧电池。
& 六、 学习效果评价设计
& 学生学习评价设计：&
发展中的化学电源 课堂评价量规
1．学习态度
在角色转换中踊跃发言的次数
2．学习方法
在角色转换中分析问题的视角
在角色转换中能够站在主要矛盾的分析问题视角。
在老师的适当铺垫下能够站在主要矛盾的分析问题视角。
被老师牵着鼻子走，没有自己的思路。
3．综合能力评价
思路清晰、顺畅，能清晰地分析化学电源的正负极，电子流向，在角色转换中，思维活跃，切入点准确，提高了对环境保护的认识。
思路比较清晰、顺畅，基本能清晰地分析化学电源的正负极，电子流向，能够在限定的时间内进行角色转换，并有清晰的思路，提高了对环境保护的认识。
思路不够清晰，不能独立地对化学电源的正负极，电子流向进行准确的分析，在限定的时间内进行角色转换时，被别人牵着鼻子走 。
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mah和wh的换算公式
mah和wh的换算公式
可以这样算WH=mAH/1000XV(V是电压)，为什么说是大致这样，不是准确呢？因为这里的v，也就是电压是不恒定的，就拿单个锂离子或者聚合物离电池来说，充满时的电压一般是4.2伏，放电截止电压是3.6v或者3.7v！为了接近准确值。电压可以取平均值3.7+4.2）/2=3.95v，即使这样也不会太准确，因为锂电的放电曲线不是线性的，一半以上的容量是在3.95v（半数电压）以上！可以这样理解：mah是容量单位，WH是电量单位，mah需要知道电压才能大致算出是多少WH
1A=VA所以 1wh=1VAh=1000maVh如果是 10V 1000mah的电池，那它换算成wh就是 10V* 1Ah（1000mah=1Ah）=10wh具体能用多少时间就要看电器的功率了。 10V 1000mah的电池差不多能让10W的电器连续使用1小时。 & & & &&
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