發展中的化學電源
展開聯想,推測原因,回答,交流,討論。
展示幻燈片:
當時物理學家付打恰在觀察,受到啟發,他認為一定是青蛙腿中的組織液含有電解質溶液,金屬刀在切割的時候產生了電流。于是他用鋅、銅做電極,稀硫酸作電解質溶液,制成了世界上的第一個電池。
觀看感受 。
提出問題:
你認為在此電池中,哪一種物質失電子?哪一種物質得電子?為什么?
思考交流:
鋅比銅的金屬性強,失電子能力強,鋅做負極,銅做正極,電子從鋅經外電路流到銅電極,流硫酸電離出的氫離子的電子。
鋪墊資料:
伏打發明了伏打電池后,英國化學家戴維非常感興趣,戴維用伏打電池進行了電解實驗,首次制出了非常活潑的堿金屬,當時為了提供足夠的電流,戴維將伏打電池進行了串聯,最多一次并排放置了100多個大玻璃瓶,放置了100多對電極。
感受、思考:
伏打電池有什么缺陷?
提出問題:
如果你是伏打,你想如何對你的電池進行改進?
思考交流:
① 因為電解質為硫酸溶液,不便于攜帶,不能夠推廣使用,將電解質制成固體。
② 如何開發高能電池 。
鋪墊問題:
什么是電解質?電解質制成固體還導電嗎?
思考交流:
在水溶液里或熔化狀態下能夠導電的化合物,故態狀況下電解質不導電。
展示幻燈片:
有一位化學家在伏打電池中加入淀粉。
思考交流,歸納:
加入固體填充物,制成糊狀。
導出:
現在使用的普通干電池,并展示結構圖片。
思考交流:
分析干電池的負極:鋅,正極:碳棒。
電解質:氯化銨。
提出問題:
從我們查詢的信息來看,氯化銨溶液顯酸性,你認為干電池有什么缺陷,如何改進?
思考交流:
氯化銨溶液顯酸性,則會跟鋅皮發生反應,使用一段時間后電池會發生漏液。
改進方法:
1. 換鋅皮為排在氫后的金屬(不可行)。
2. 將氯化銨換為堿性電解質。
導出:
現在使用的較多為堿性干電池,
思考交流:
分析電極以及電子轉移方向
提出問題:
如果你是開發商,你有什么想法?
思考交流:
將電池制成可以循環使用的電池,降低成本
導出:
可充電電池,展示首先使用的鉛蓄電池的可充電電池結構
思考交流:
分析鉛和氧化鉛的活潑性,推測正、負極和電子轉移方向
提出問題:
在元素周期表中查閱鉛的相對原子質量,分析鉛蓄電池的缺陷是什么?如何改進?
查閱數據:
鉛的相對原子質量是207,相對原子質量較大,鉛蓄電池較笨重,不便于攜帶,尋找導電性較好的相對原子質量較小的金屬做電極,最輕的金屬是鋰。
導出:
鋰電池,同時展示鎳鎘蓄電池的信息介紹
思考交流:
分析鋰電池的電極以及電子轉移方向
展示資料幻燈片:
對自然環境威脅最大的五種物質:鉻、鎘、銅、鉛、汞及對人類造成的危害;
干電池的負極材料:鋅汞齊,1節1號干電池會使1 m2 的土地永久實效,而僅我國一年就生產各種電池上億節。
觀看幻燈片,增強環保意識
提出問題:
上述各種電池的共同缺陷是什么?如何改進?
分析:
干電池中的汞、蓄電池中的鉛、鎘,三種金屬都是對自然環境威脅最大的物質,都會造成環境污染。
導出:
燃料電池,展示甲醇、甲烷燃料電池,分析正負極
思考交流:
燃料電池中氧氣得電子,作正極,燃料作負極,并分析電子流動方向。