师：今天我们一起来学习高二化学人教版选择性必修一第四章第一节第二课时一次电池和二次电池。希望通过本节课的学习，我们能达成以下目标：一、能列举常见的化学电源；二、能调用原电池的认知模型，结合相关信息，探析常见一次电池和二次电池的主要构造及工作原理，提高对原电池本质的认识；三、能用电极反应式和电池总式表示常见一次电池和二次电池发生的化学反应，体会变化与守恒的思想；四、能深刻认识化学在解决能源危机中的重要作用，形成可持续发展的意识和绿色化学的观念。
化学电源又称电池，是一种能将化学能直接转变为电能的装置。同学们熟悉的电池有应用于电动玩具、计算器的干电池，应用于手表的纽扣电池，汽车启动用的铅酸蓄电池，以及手机、笔记本电脑、电动汽车用的锂离子电池等。由于电池具有易携带和维护、能量转化效率较高、功能稳定等优点，已成为我们生活、生产和科研中不可或缺的能量源，为我们带来了极大的便利。
我们根据电池放电后能否再充电使用，把电池分为一次电池和二次电池。常见的一次电池如碱性锌锰电池、纽扣电池等，放电后不可再充电；而铅酸蓄电池、锂离子电池等放电后可以再充电，能反复使用，属于二次电池。原电池是化学电源的雏形，通过前面的学习，我们构建了原电池的认知模型。知道原电池在装置维度上有四要素：正极、负极、电子导体和离子导体。在原理维度上，还原性物质在负极失去电子发生氧化反应，得到氧化产物；失去的电子经导线流入正极，氧化性物质在正极得到电子发生还原反应，得到还原产物；离子导体中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，从而形成闭合电路，产生电流。
今天我们将借助这一认知模型来学习常见的一次电池和二次电池的主要构造和工作原理。首先，以碱性锌锰电池为例来学习一次电池。课本96页的图4 - 3是碱性锌锰电池的构造示意图，请同学们结合原电池的认知模型和相关信息，分析推理碱性锌锰电池正负极的反应物、离子导体各是什么物质。请同学们先按下暂停键分析后回答。
从构造示意图中我们可以得知，碱性锌锰电池由金属围成一个圆筒状的外壳，由里向外依次填入的主要物质有锌粉和氢氧化钾的混合物，以及二氧化锰。根据原电池的认知模型，负极反应物应能失电子，具有还原性，显然金属单质锌是负极反应物。在必修一我们学习了实验室可以用二氧化锰与浓盐酸共热制得氯气，因此二氧化锰具有强氧化性，是正极反应物，氢氧化钾是电解质，是该电池的离子导体。
在了解碱性锌锰电池的主要构造后，我们来书写电池工作时的主要反应。已知碱性锌锰电池的总反应式为锌与二氧化锰及水反应生成氢氧化氧锰和氢氧化锌。请同学们根据总式写出正负极的电极反应式。请同学们先按下暂停键书写电极反应式。
根据原电池的认知模型，原电池放电时负极反应物失电子，化合价升高，发生氧化反应。通过分析电池反应总式中各元素化合价变化可知，锌元素的化合价从0升高到 + 2价，所以负极反应为锌失电子转化为氢氧化锌。由于离子导体氢氧化钾是碱性物质，因此用氢氧根离子配电荷守恒，再检查两边的原子也已守恒，从而写出负极反应式。原电池放电时，正极反应物得电子，化合价降低，发生还原反应。由于锰元素的化合价由 + 4价降为 + 3价，因此正极反应为二氧化锰得电子转化为氢氧化氧锰，再用氢氧根离子配电荷守恒，最后根据质量守恒在反应物中补充2分子水，从而写出正极反应式。对于正极反应式也可以用总式减去负极反应式得出。
在了解碱性锌锰电池的主要构造和反应后，请同学们根据碱性锌锰电池示意图简述碱性锌锰电池的工作原理。
生：碱性锌锰电池工作时，负极一端的锌失电子生成锌离子，再与氢氧根离子结合得到氢氧化锌。电子由负极通过导线流向正极一端的二氧化锰，获得电子变成氢氧化氧锰。离子导体中的钾离子移向正极，氢氧根离子移向负极，形成闭合电路，使氧化还原反应持续进行，不断产生电流。碱性锌锰电池虽然使用方便，但属于一次电池，不能充电反复使用。
师：接下来我们将以铅酸蓄电池为例来学习二次电池。请同学们结合铅酸蓄电池的构造示意图，依据原电池的认知模型分析推理铅酸蓄电池正负极的反应物、离子导体各是什么物质。请同学们先按下暂停键分析后回答。
从构造示意图中我们可以得知铅酸蓄电池主要由覆盖铅的电极板、覆盖二氧化铅的极板以及硫酸溶液构成。根据原电池的认知模型，负极反应物应能失电子，具有还原性。显然金属单质铅是负极反应物。从资料卡片中我们得知二氧化铅有类似二氧化锰的性质，具有强氧化性，能与浓盐酸共热制得氯气，因此二氧化铅是正极反应物，硫酸是电解质，是该电池的离子导体。接下来请同学们根据相关信息写出铅酸蓄电池放电时的总反应式。请同学们先按下暂停键书写总反应式。
铅酸蓄电池放电时是铅和二氧化铅发生氧化还原反应，既是同种元素不同价态物质间的氧化还原反应，因此元素的高价和低价都只能向中间价靠拢，发生归中反应。依据铅元素的主要化合价，0价铅和 + 4价铅反应后均转化为 + 2价铅，而硫酸铅又是难溶盐，因此氧化产物和还原产物均为硫酸铅。根据化合价的变化情况，配平反应方程式，得到反应的总式为铅和二氧化铅及硫酸反应生成硫酸铅和水。
根据总式，我们可以分别写出正负极的电极反应式。请同学们先按下暂停键书写电极反应式。
根据原电池的认知模型，原电池放电时负极反应物失电子，化合价升高，发生氧化反应。通过分析反应总式中各元素的化合价变化可知，铅单质中铅元素的化合价从0升高到 + 2价，因此负极反应式为铅失电子生成硫酸铅。在反应式左边配入硫酸根离子，使反应式两边的电荷、原子均守恒，从而写出负极反应式。