师：同学们好，今天我和大家分享的课程是第四章第二节化学电源的相关知识。化学电源多种多样，像电动玩具、遥控器中的干电池，计算器、电子手表中的纽扣电池，汽车、摩托车、电动车中的铅蓄电池，手机、电脑中的锂离子电池，以及航空航天能源发电中的燃料电池，甚至在某些汽车工业中也有应用。同学们对这些电池了解多少呢？下面让我们一起来认识认识它们。
首先我们来看化学电池的分类，化学电池可以分为一次电池、二次电池和燃料电池。一次电池，比如普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等；二次电池，例如铅蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等等；燃料电池，像氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等等。
那电池有哪些优点呢？第一，电池能量转化效率高，供电稳定可靠；第二，可以根据需要制成各种形状和大小，制成不同容量和电压的电池及电池组，使用起来非常方便；第三，易于维护，能在各种环境下工作。那我们如何判断电池的优劣呢？可以从以下三个角度判断：一是看电池的比能量，比能量指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是瓦时每千克或瓦时每升；二是看比功率，比功率指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是瓦每千克或瓦每升；三是看电池可存储的时间长短。
好，这是关于电池的概述，下面我们来认识各类电池。首先来看一次电池，什么是一次电池呢？一次电池是指放电之后不能再充电、不能循环使用的电池，其内部的氧化还原反应不可逆。一次电池的电解质溶液一般制成胶状不流动，所以也叫干电池。比如常见的普通锌锰电池和碱性锌锰电池，这是它们的结构示意图。像平时常见的南孚电池等，就有普通锌锰电池和碱性锌锰电池。纽扣电池也很常见，计算器、电子手表以及一些小玩具都用它做电源。这是各种型号的锂电池，心脏起搏器中的电源就是锂电池的一种，但同学们要注意，这里说的锂电池和前面提到的手机、电脑中的锂离子电池不同，这里的锂电池是一次电池。
下面我们来看碱性锌锰电池是怎么工作的。这是碱性锌锰电池的结构示意图，碱性锌锰电池工作时发生的总反应是：锌和二氧化锰、水反应生成氢氧化氧锰和氢氧化锌。前面我们学习过原电池的知识，请同学们结合原电池知识，再结合碱性锌锰电池的结构示意图以及它的总反应，分析该电池的正极、负极、电解质分别是什么，正极反应和负极反应又分别是怎样的。
在原电池中，原电池的负极是电子流出的一极，该电极上元素的原子失去电子，化合价升高，发生氧化反应；原电池的正极是电子流入的一极，该电极上元素的原子得到电子，元素被还原，发生还原反应。我们看总反应，发现锌从反应物中的0价变为正2价，锰从反应物中的正四价变成生成物中的正三价，即锌化合价升高，锰化合价降低。因此可以得出，负极是锌失电子，正极是二氧化锰得电子。结合该电池的结构，能得出该电池的负极为锌，正极为二氧化锰，电解质为氢氧化钾。那么负极上发生的电极反应式是怎样的呢？根据总反应可知，负极上发生的电极反应是锌失去电子结合氢氧根生成氢氧化锌；正极上发生的反应是二氧化锰得到电子消耗水生成氢氧化氧锰和氢氧根，电解质是氢氧化钾。
同学们书写电极反应式的时候一定要注意什么呢？一定要注意电极所处的环境。比如该电池，它的电解质是氢氧化钾，提供的是碱性环境，所以锌失去电子生成的锌离子，就要结合氢氧根生成氢氧化锌，而二氧化锰得电子生成氢氧化氧锰的同时会消耗水，生成氢氧根。好，这是关于该电池工作时的变化。
那碱性锌锰电池有什么优点呢？碱性锌锰电池的比能量和储存时间都比普通锌锰电池有所提高，适用于大电流和连续放电，像电动工具、电动玩具、遥控器、手持对讲机等都用它做电源。好，下面我们再来介绍另一种一次电池——锌银电池，这是纽扣式锌银电池的结构。我们看纽扣式锌银电池的结构，它有一个像小圆盒的金属外壳，金属外壳内一端填充由氧化银和石墨构成的活性材料，另一端填充有锌汞合金组成的活性材料，中间用浸有氢氧化钾电解质溶液的电极板隔开，形状像纽扣，所以又叫纽扣电池。锌银电池工作时发生的总反应是：锌和氧化银、水反应生成银单质和氢氧化锌。同样，请同学们思考该电池的正极、负极、电解质分别是什么，负极和正极的电极反应式又该如何书写。
通过总反应，我们发现锌从反应物中的零价变为生成物中的正二价，锌的化合价升高，银从反应物中的正一价变为银单质中的零价，银的价态降低。于是得出该反应负极上是锌失电子，正极上是氧化银得电子，再结合该电池的结构，可以得出负极为锌，正极为氧化银，电解质为氢氧化钾。写该反应的电极反应式，负极上应该是锌失电子，因为是碱性环境，所以生成的锌离子结合氢氧根生成氢氧化锌；正极材料是氧化银，正极上氧化银得电子消耗水，生成单质银和氢氧根，电解质为氢氧化钾。
那锌银电池有什么优点呢？锌银电池比能量大、电压稳定、存储时间长，适合小电流连续放电，在电子手表、计算器和其他微型电子仪器中都用作电源。通过这两个一次电池的介绍，我们是不是可以总结出如何书写一次电池的电极反应式呢？首先，可以根据题目所给的电池总反应，分析元素的价态变化，判断正负极的反应物和生成物，以及反应过程中的得失电子数目。然后，根据所处的条件是酸性、碱性还是中性环境，巧妙地应用氢离子、氢氧根、水来完成电极反应式。同学们一定要注意电极反应式中的电荷守恒和质量守恒。写完正负极的电极反应式以后，可以将正负极的电极反应式相加，看是否和总反应相同。这里要注意，相加的前提是正负极得失电子数必须相等，用这种方法可以检验我们所书写的电极反应式是否正确。
好，这是一次电池的相关知识，下面我们再来认识一下二次电池。什么是二次电池呢？二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。比如铅蓄电池、锂离子电池、镍镉电池等都是二次电池。我们先来学习铅蓄电池，它是如何工作的呢？这是铅蓄电池的结构示意图，它由覆盖有铅的负极板和覆盖有二氧化铅的正极板交错排列，浸泡在硫酸溶液中组成，正负极板间用隔板隔开。即铅蓄电池的负极是铅，正极为二氧化铅，电解质溶液为硫酸溶液。它的工作原理是：铅和二氧化铅、硫酸反应生成硫酸铅和水，这是放电时发生的反应；充电时，硫酸铅和水在通电条件下反应生成铅、二氧化铅和硫酸。下面我们分别讨论它的放电过程和充电过程。