原电池化学教案 篇一
电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。在化学教学中,电池的原理和工作机制是一个重要的知识点。本文将介绍一份原电池化学教案,帮助学生更好地理解电池的工作原理。
一、教学目标
1.了解电池的定义和分类。
2.掌握电池的工作原理。
3.了解电池在日常生活和工业生产中的应用。
二、教学内容
1.电池的定义和分类
电池是一种将化学能转化为电能的装置,根据其工作原理和材料的不同,可以分为原电池和干电池两类。原电池是一种使用一次性化学反应产生电能的电池,常见的有锌-银氧化银电池、铅-蓄电池等;干电池是一种使用可再生化学反应产生电能的电池,如碱性电池、镍氢电池等。
2.电池的工作原理
电池的工作原理是通过化学反应在两个电极之间产生电势差,从而实现电流的流动。电池由正极、负极和电解质组成,正极通常是氧化剂,负极通常是还原剂,电解质则起到传递离子的作用。当电池连接外部电路时,化学反应在正负极之间发生,产生电子流动,从而产生电能。
3.电池的应用
电池在日常生活中被广泛应用于各种电子设备和工具中,如手电筒、遥控器、手机等;在工业生产中,电池也被用于储能、应急电源等领域。了解电池的工作原理和应用,有助于我们更好地利用电池的能量。
三、教学方法
1.理论讲解:通过课堂讲解和示范实验,让学生了解电池的原理和工作机制。
2.实验操作:组织学生进行电池组装和测量电压等实验,加深对电池工作原理的理解。
3.案例分析:引导学生分析电池在日常生活和工业生产中的应用案例,拓展学生的应用能力。
通过以上教学内容和方法,学生可以更深入地了解电池的原理和工作机制,提高对化学知识的理解和应用能力。
原电池化学教案 篇二
电池作为一种能够将化学能转化为电能的装置,在现代社会中扮演着重要的角色。了解电池的工作原理和应用,有助于我们更好地利用电池的能量,提高生活质量和工作效率。本文将介绍一份原电池化学教案,帮助学生深入学习电池的知识。
一、教学目标
1.理解电池的工作原理和分类。
2.掌握电池的组成结构和化学反应过程。
3.了解电池在不同领域的应用和发展趋势。
二、教学内容
1.电池的工作原理和分类
电池是一种将化学能转化为电能的装置,根据其工作原理和材料的不同,可以分为原电池和干电池两类。原电池是一种使用一次性化学反应产生电能的电池,如锂电池、铅酸电池等;干电池是一种使用可再生化学反应产生电能的电池,如镍氢电池、碱性电池等。
2.电池的组成结构和化学反应过程
电池通常由正极、负极和电解质组成,正极是氧化剂,负极是还原剂,电解质起到传递离子的作用。当电池连接外部电路时,化学反应在正负极之间发生,产生电势差和电流流动。
3.电池在不同领域的应用和发展趋势
电池在日常生活、军事防卫、航空航天等领域有着广泛的应用,如手机电池、无人机电池等。随着科技的不断发展,电池技术也在不断创新,如锂电池、固态电池等技术的出现,将进一步推动电池行业的发展。
三、教学方法
1.理论讲解:通过课堂讲解和案例分析,让学生深入了解电池的原理和应用。
2.实验操作:组织学生进行电池组装和测量电压等实验,加深对电池工作原理的理解。
3.讨论交流:引导学生讨论电池在不同领域的应用和发展趋势,培养学生的创新思维和应用能力。
通过以上教学内容和方法,学生可以更全面地了解电池的工作原理和应用,拓展对电池行业的认识,为未来的学习和工作奠定坚实的基础。
原电池化学教案 篇三
原电池化学教案
化学电源
1. 普通锌锰电池——干电池
干电池是用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2黑色粉末,吸收正极放出的H2,防止产生极化现象。
电极反应为:
负极:Zn-2e-=Zn2+
正极:2NH4++2e-=2NH3+H2
H2+2MnO2=Mn2O3+H2O
4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+
淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。
电池的总反应式为:
2Zn+4NH4Cl+4MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O
干电池的电动势通常约为1.5V,不能充电再生。
2. 铅蓄电池
放电时起原电池的作用,电极反应为:
当放电进行到硫酸的浓度降低,溶液的密度达1.18g 时应停止使用,需充电,充电时起电解池的作用,电极反应为:
阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-
蓄电池充电和放电的总化学方程式为:
3. 银锌电池——钮扣式电池
它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,形似纽扣,盒内正极壳一端填充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应为:
负极:Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O
正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
电池的总反应式为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
电池的电动势为1.59V,使用寿命较长。
4. 微型锂电池
常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池,它是用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酸氯(SOCl2)中组成。电池的总反应式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S
这种电池容量大,电压稳定,能在-56.7~71.1℃温度范围内正常工作。
5. 氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为:
负极:2H2+4OH—-4e=4H2O
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
电池的总反应式为:2H2+O2=2H2O
6. 海水电池
1991年,我国首创以铝—空气—海水为能源的'新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为:
负极:4Al-12e-=4Al3+
正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-
电池的总反应式为:
这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍。
7. 新型燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为:
负极:CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O
正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-
电池的总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
电解时电极产物的判断
1. 阳极产物判断
首先看电极,如果是活动性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序判断。
阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
2. 阴极产物判断
直接根据阳离子得电子能力进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na2+>Ca2+>K+
3. 电镀条件,由于阳极不断溶解,由镀液中阳离子保持较高的浓度,故在此条件下Zn2+先于H+放电。
原电池、电解池、电镀池之比较
① 活动性不同的两电极(连接)
② 电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
③ 形成闭合电路
用惰性电极电解电解质溶液时的规律
1. 电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的电解。
阴极:
阳极:
总反应:
2. 分解电解质型:无氧酸(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)(如HCl、CuCl2等)溶液的电解。
阴极:
阳极:
总反应:
3. 放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。
阴极:
阳极:
总反应:
4. 放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。
阴极:
阳极:
总反应: