教学设计：欧伟婵

　　  【版本信息】

　　 人民教育出版社高中化学选修4第四章电化学基础第2节

　　【教学设计】

　　一、教材分析

　　 通过以前章节的学习，学生已经掌握了原电池原理的有关知识，为本节的学习做好了充分的理论知识准备。化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔性的技术产品。本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展，将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来，帮助学生进一步深入认识化学电池。

　　 现代科技的飞速发展也带动了电池工业的进步，各种新型的电池层出不穷。教材选取具有代表性的三大类电池，如生活中最常用的一次电池（碱性锌锰电池）、二次电池（铅蓄电池）、以及未来有着美好应用前景的燃料电池。简要介绍了电池的基本构造，工作原理，性能和适用范围。同时向学生渗透緑色环保的意识。

　　二、教学目标（思维工具：AGO工具）

　　 1．考纲要求

　　 (1)瞭解日常生活中常用的化学电池和新型化学电池；

　　 (2)认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；

　　 (3) 会书写常用化学电池的电极反应式及总反应式。

　　 2．考点：瞭解常见化学电源的种类及其工作原理

　　 3．能力目标

　　 培养学生观察、分析、整理、归纳总结等能力。

　　 4．情感、态度和价值观目标

　　 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。

　　三、教学重点难点

　　 重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用。

　　 难点：化学电池的反应原理。

　　  四、学情分析

　　 在化学2中学生已经学习了氧化还原反应的初步知识，前一节又学习了原电池的基本内容，加上化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，因此，学生在过去的学习和生活中已经对许多不同类型的电池有所瞭解。

　　 五、教学方法

　　 1．启发讨论法

　　 2．小组合作

　　 3、讲授法

　　六、思维工具

　　 AGO、OPV、CAF、PMI、祛除

　　七、课时安排：1课时

　　八、教学过程

　　 展示实物和播放图片，创设情景，导入新课。

　　 （一）化学电池的分类及电池优劣的判断标准（思维工具：CAF）

　　  1.化学电池主要分为哪几大类？

　　2.电池优劣的判断标准是什么？

　　参考提示（图1、图2）

　　图1化学电池分类

　　图2电池优劣判断标准

　　 （二）化学电池的反应原理（思维工具：PMI、CAF工具）

　　 1．一次电池——乾电池

　　 瞭解乾电池的结构及两极的电极反应式、乾电池的优缺点。

　　 参考提示(图3)：

　　图3乾电池

　　 电极反应为：负极Zn－2 e-＝Zn2+ 

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

　　 优点：体积小，使用方便。

　　 缺点：不能重新充电复原，电量小，容易发生气涨或漏液；废弃的电池会对环境造成污染。

　　 2．二次电池——铅蓄电池

　　 （1）瞭解铅蓄电池的结构及两极的电极反应式

　　 （2）铅蓄电池的优、缺点

　　 参考提示（图4）：

　　图4铅蓄电池

　　放电：负极：Pb＋SO42-－2e- ＝PbSO4↓

　　正极：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O

　　充电：阳极：PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+＋SO42-

　　 阴极：PbSO4＋2e- ＝Pb＋SO42-

　　 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO4放电2PbSO4↓＋2H2O

　　 优点：可放电亦可充电，价格低廉，电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用。

　　 缺点：比能量低，比较笨重，废弃的电池会对环境造成污染。

　　 3．燃料电池（思维工具：CAF）

　　 播放燃料电池的FLASH课件，瞭解铅蓄电池的结构及两极的电极反应式。

　　 参考提示（图5）：

　　图5燃料电池

　　 电极反应式为：

　　 （1）氢氧燃料电池：酸性电解质：负极：2H2-4e-=4H+

　　正极：O2+4H++4e-=2H2O

　　 碱性电解质：

　　负极:2H+＋2OH-－2 e-＝2H2O

　　  正极:O2＋2H2O＋4 e-＝4OH-   电池总反应式为：2H2＋O2＝2H2O

　　 （2）甲烷燃料电池：

　　 负极：CH4＋10OH－－8e- ＝CO32-＋7H2O；

　　 正极：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。

　　 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

　　 学生交流，小组合作氢氧燃料电池的优点：高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。

　　 4.知识规律归纳（思维工具：CAF工具）

　　 1．正、负极的电极反应式相加就是电池反应式，故对于较难写的电极反应式通常用总式—容易写的电极反应式（一般是正极的电极反应式）。

　　 2．燃料电池的电极反应书写时应注意酸性溶液中不能出现OH-，碱性溶液中不能出现H+。

　　 （三）环保问题（思维工具：CAF、OPV）

　　 学生讨论：废弃电池中的什么成分会对环境和人体健康造成危害？如何处理废弃电池？

　　 通过播放举世闻名的水俣病和痛痛病等图片，培养学生的环保意识和社会责任感。

　　 （四）典型实例（思维工具：识别论据、祛除）

　　1．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緑色电源

　　 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

　　 解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H2-4e-=4H+，b极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应式为：2H2+O2=2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为D。

　　  2．常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为Pb和PbO2，电解液为稀H2SO4溶液，工作时的总反应式为Pb ＋PbO2 ＋ 2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O。请依据上述情况判断：

　　 （1）铅蓄电池的负极材料式。

　　 （2）请依据两极材料和总反应式，写出放电时正极电极反应式。

　　 （3）请依据总反应式和正极电极反应式，写出放电时负极电极反应式 。

　　 （4）放电时，电解质溶液中阴离子移向极；电流方向从 极流向 极。

　　 （5）放电时，电解质溶液的酸性 （填“增强”、“减弱”或“不变”）。

　　 （四）巩固练习  1．下列说法正确的是（）

　　 A．碱性锌锰乾电池是二次电池

　　 B．铅蓄电池是一次电池

　　 C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生

　　 D．燃料电池的活性物质没有储存在电池内部

　　 2．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) + H2O(l) ==  Zn(OH)2(s) + Mn2O3(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为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(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

　　 3.有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）

　　 ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

　　 ②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

　　 ③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-

　　 ④电池放电后，溶液PH不断升高

　　 A.①② B.①③C.①④D.③④  （五）课堂小结（思维工具：CAF工具）

　　图6课堂小结

　　【教学后记】

　　  本节课教者从学生熟悉的电池入手，通过展示实物和播放常见的电池图片，激发学生的求知欲。通过小组合作和思维工具，使学生对常见的三种电池有了进一步的瞭解，初步掌握了书写电极反应式的技巧。同时使学生瞭解化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强了环保意识。