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蓄电池组是UPS系统中的一个重要组成部分,它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度,而且又是整个UPS系统中平均无故障时间短的一种器件。因此,蓄电池组的选择直接影响到UPS系统的可靠性。
1.知识与技能
(1)复习原电池的化学原理,掌握形成原电池的基本条件。
(2)常识性介绍日常生活中常用的化学电源。并能从电反应的角度认识常见电源的化学原理。
2.过程与方法
(1)通过拆分干电池和学会自制简易电池培养学生观察能力与分析思维能力,并通过了解电池的化学组成而增强环保意识。
(2)通过化学化学电源的使用史实引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物的思维方法。
3.情感价值观
(1)通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是勇于创新的科学。
(2)激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积情感。
(3)体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
1.下列说法中,不正确的是( )
A.化学电池是将化学能转变成电能的装置
B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等
C.化学电池供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小,使用方便,易于维护
D.废旧电池可以随意丢弃
2.普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2NH===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O。在此电池放电时,正(碳棒)上发生反应的物质是( )
A.MnO2和NH B.Zn2+和NH
C.Zn D.碳棒
3.镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说确的是( )
A.充电时阳反应:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH-向正移动
4.肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,电解质为20%~30%的KOH溶液,电池总反应式为N2H4+O2===N2+2H2O。下列关于该电池工作时说法中正确的是( )
A.溶液的pH保持不变
B.溶液中的阴离子向正移动
C.正的电反应式:O2+4H++4e-===2H2O
D.负的电反应式:N2H4+4OH--4e-===4H2O+N2
【板书】*二节 化学电源
一.化学电池
1.概念
2.类型
二.几种常见的化学电池
【讲述】一次电池的种类有:普通干电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池……现对碱性锌锰电池作一些简单介绍
1.引入碱性锌锰电池,引导学生分析、讨论其反应原理
【视频展示】碱性锌锰电池的构造
【提问】碱性锌锰电池的反应原理
【学生讨论交流】电反应:
负:Zn(s)+ 2OH-(aq) –2e- == Zn(OH)2(s)
正:2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-==2MnOOH(s) + 2OH-(aq)
总反应:Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)==2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(s)
【要求学生交流】碱性锌锰电池的主要的性能、使用范围,应用前景以及缺陷等方面的知识。
【汇报总结】优点:比普通电池性能好,它的比能量和可储存时间均由提高,适用于大电流和连续放电,是民用电池的升级换代产品。缺点:放电完了,不能再用
*锌银电池(纽扣电池)
负:Zn +2OH-–2e- ==ZnO+H2O
正:Ag2O + H2O+ 2e- == 2Ag + 2OH-
总反应:Zn+Ag2O ==ZnO+2Ag
【讲述】二次电池的种类有:铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……
2.引入蓄电池,引导学生分析、讨论其反应原理
【视频展示】铅蓄电池的构造
【提问】铅蓄电池电池的反应原理
【汇报交流】电反应:(放电时) 可以自发进行
负:Pb(s)+ SO42-(aq) – 2e- == PbSO4(s)
正:PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- == PbSO4(s) + 2H2O(l)
总反应:Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)== 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
电反应:(充电时) 不能自发进行
阴:PbSO4(s)+ 2e- == Pb(s)+ SO42-(aq)
阳:PbSO4(s) + 2H2O(l) – 2e- == PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)
总反应:2PbSO4(s) + 2H2O(l)== Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)
【要求学生讨论】蓄电池在应用中存在的优缺点。
【汇报总结】优点:电压稳定,使用方便,安全可靠,价格低廉,可多次重复使用。
缺点:比能量低,笨重,废弃电池污染环境
生:学生讨论交流形电池对环境造成的污染
展示资料幻灯片:
对自然环境威胁的五种物质:铬、镉、铜、铅、汞及对人类造成的危害;干电池的负材料:锌汞齐,1节1号干电池会使1 m2 的土地实效,而仅我国一年就生产各种电池上亿节。
生:学生相互交流上述各种电池的共同缺陷
蓄电池充电装置及巡检装置的改进。经过统计,蓄电池充电装置均至少配置有一台智能充电机,暂时不需要进行大的改动;对于蓄电池巡检装置,2010 年左右改造的直流系统(双充电机),均未装设该装置,2012 年以后改造的直流系统,均改造为高频开关电源,均配置有电池巡检装置。改进措施:增加蓄电池巡检装置。
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