选择性必修1“化学电源”的教学突破

选择性必修1“化学电源”的教学突破

赵璇青

广州奥林匹克中学 广东广州 510660

为了突破选择性必修1“化学电源”的教学，我以“2019年诺贝尔化学奖-锂电池”作为情境引入，并且贯穿了整个课堂，将必修和选择性必修1有关原电池的内容进行揉合，从单池原电池——双池原电池——含隔膜原电池，一步一步过渡到生活中的化学电源，由浅入深、由熟悉到陌生、有宏观到微观，最后再回扣了开头提到的锂离子电池，形式丰富，并且从书写能力、陌生信息中提取知识的能力等方面提高了学生处理问题的能力。

Ⅰ素养目标

Ⅱ  学习过程及内容

【任务1一课堂小测】

写出下列电极反应式：

（1）氢氧燃料电池  

① 用酸性电解质时：

负极：___________________________ ；正极：___________________________；

②用熔融氧化物（传到O2-），时：

负极：___________________________；正极：___________________________；

（2） 甲烷燃料电池   

① 用NaOH等碱性溶液时：

负极：___________________________；正极：___________________________；

②用熔融碳酸盐（正极通入CO2和O2）时：

负极：___________________________；正极：___________________________；

【任务2一考点分析】

一：常见的化学电源

1、一次电池

(1) 碱性锌锰干电池   总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

负极反应：__________________________________________________；

正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；

(2) 锌银电池     总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

负极反应：__________________________________________________________；

正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；

（3）锂电池  Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液

是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。

(1)负极材料为，电极反应为。

(2)正极的电极反应为。

【思考与讨论1】使用锂电池时，需要注意什么？

。

2、二次电池(可充电，可重复使用)

（1）铅酸蓄电池：总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。H2SO4作电解质溶液

负极反应：_______________________________________________________；

正极反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；

【思考与讨论2】铅酸蓄电池在放电一段时间后,正极、负极的质量将如何变化?

。

2、二次电池(可充电，可重复使用)

（2）锂离子电池 锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。总反应式：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C

负极反应：_______________________________________________________；

正极反应：_______________________________________________________；

【任务3一能力提升】

1．（2016海南卷改）某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是

A．Zn为电池的负极                        B．正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O

C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变     D．电池工作时向正极迁移

2. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)

A. Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋

B. Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋

C. MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO

D. 该电池可以用水溶液作为电解液

2. 如图是锂—空气电池的放电原理图(隔膜只允许锂离子通过)。电池放电时的反应可表示为4Li＋O

2＋2H2O===4LiOH。下列锂—空气电池放电时的有关说法正确的是(　　)

A. 正极反应式：Li－e－===Li＋

B. 每转移2 mol电子，消耗11.2L的O2

C. Li＋不断向电池的正极移动

D. 可以去掉隔膜和有机电解液，让金属锂与水性电解液直接接触

3. (2020·广东福建)磷酸铁锂电池放电时正极的反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A. 放电时，Li＋通过隔膜移向正极

B. 放电时，电子由铜箔经溶液流向铝箔

C. 放电时，负极发生的电极反应：Cu－2e－===Cu2＋

D. 该电池放电过程中C、Fe、P元素化合价均发生变化

4．（2017新课标3卷）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

5.（2015·新课标II改）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，回答下列问题：

（1）该电池的负极反应式为 ，电池反应的离子方程式为：           

III  归纳与整理：

1