师：同学们好，今天我们要学习的内容是化学能与电能第二课时——发展中的化学电源。以下是本节课的学习目标：一、了解原电池工作原理的应用，知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点；二、能根据原电池的工作原理判断常用化学电源的正负极，能够利用原电池工作原理的模型分析常见的简单化学电源；三、了解化学电源的应用和发展，体会化学对社会科技生活的重要作用。
同学们，2019 年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在发明锂电池过程中做出的贡献，这彰显了化学电源对我们生活生产的重要性。那么化学电源是如何设计并一步步发展的呢？其实化学电源的设计基于原电池的基本原理。上节课我们学习了利用氧化还原反应将化学能转化为电能的方法，现在让我们根据锌铜电池的模型，回顾一下上节课的知识。
这是锌铜电池的总反应方程式，从方程式可知，锌由零价变为硫酸锌中的正二价锌离子，化合价升高，作为负极反应物发生氧化反应；硫酸中的氢离子化合价降低，作为正极反应物。电池的两极材料分别是金属锌和金属铜。电池工作时，负极锌失去电子变成锌离子，电子经导线定向移到正极铜片，溶液中的氢离子移向正极变成氢气溢出，溶液中的阴离子硫酸根离子移向负极锌片。从宏观上可观察到锌片溶解，正极铜片表面有气泡生成，电流表发生偏转。
根据锌铜电池这个模型，我们可以归纳出原电池正负极判断的方法。从宏观角度看，负极锌片逐渐溶解；从微观角度看，连接负极的外电路有电子流出、电流流入，内电路的阴离子移向负极。从化学反应方程式看，金属锌是负极，化合价升高发生氧化反应。硫酸作为电解质溶液时，正极是铜片，表面有气泡产生，外电路有电子流入、电流流出，内电路的阳离子移向正极。这里正极的铜片起导电作用，不参与反应，真正参与反应的是氢离子，它化合价降低，发生还原反应。
同学们，根据原电池的基本原理，我们制造出了各式各样的化学电源。根据使用性质和贮存方式，它们可分为不同类别，比如一次电池，像玩具手表中使用的干电池、纽扣电池；二次电池，如电动汽车使用的铅蓄电池，手机、笔记本电脑等电子产品使用的锂离子电池；燃料电池，应用于航空航天、新能源汽车等领域；还有贮备电池，例如我国首创的海洋电池。在这些电池中，最早使用的是干电池——锌锰电池。
这是锌锰电池的总反应方程式，从方程式可知，0 价的锌变成正二价，化合价升高，锌作为负极反应物；二氧化锰中锰元素由正四价降低到正三价，化合价降低，二氧化锰是氧化剂。在锌锰电池的结构中，金属锌呈桶状，包裹电池一圈，既作为反应物，也是容器。电池的正极材料是中间的碳棒，起导电作用，正极反应物二氧化锰附着在碳棒表面发生还原反应，二氧化锰和氯化铵是糊状物质，填充在正负极之间。
由此，我们可以写出负极的反应方程式：锌失电子变成锌离子；正极反应方程式：二氧化锰得到电子变成三氧化二锰（反应方程式的书写以后再学习）。锌锰电池体积小，方便携带，但它里面用到的电解质氯化铵是酸性的，会引起锌外壳被腐蚀等问题，导致电池很快失效。于是我们把电解质溶液换成碱性的氢氧化钾，制成碱性锌锰电池。不过，改进后它还是一次性电池，不能重复使用。那有时候我们需要反复使用的电池怎么办呢？有这样的电池，就是充电电池，也叫二次电池，放电时所进行的氧化还原反应在充电时逆向进行，电池恢复到放电前的状态。
我们最早使用的充电电池是铅蓄电池，这是铅蓄电池的总反应方程式。同样，大家能判断两极的反应物分别是什么吗？铅是 0 价，二氧化铅中的铅是正四价，产物硫酸铅的铅是正二价。化合价升高的金属铅作为负极反应物，化合价降低的二氧化铅作为正极反应物。
这是铅蓄电池的结构，电池中正负极板相间，相当于多个原电池串联在一起。其中，浅色的镶嵌海绵铅的合金板作为负极反应场所，深色的镶嵌了二氧化铅的合金板作为正极反应场所。电解质溶液是硫酸，硫酸铅难溶于水，所以负极铅失电子变成铅离子后会马上和硫酸根结合，形成难溶的硫酸铅；正极二氧化铅得电子最终也形成硫酸铅，这就是铅蓄电池放电时的反应方程式。如果外接电源给它充电，反应就会逆向进行，恢复到原来状态，从而实现反复使用。铅蓄电池常用在汽车电瓶，但它体积大、质量重，无法满足一些便携式电器的需求。