应用型本科高校物理化学混合教学模式的建设与实践

冯帅, 范克栋, 侯现明, 高志崇, 任春霞

Practice of Blended Learning on Physical Chemistry in Application-Oriented Universities

Shuai Feng, Kedong Fan, Xianming Hou, Zhichong Gao, Chunxia Ren

表3 电池案例分析

典型案例 电池反应 电池部件 延伸与应用 1799年，意大利物理学家Alessandro Volta发明了第一款电池(Voltaic Pile伏打电堆) 放电时，电极反应为： 锌极：Zn ? 2e? → Zn2+ 铜极：2H+ + 2e? → H2 总反应：Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 充电时，电极反应为： 锌极：2H+ + 2e? → H2 (还原反应) 铜极：Cu ? 2e? → Cu2+ (氧化反应) 总反应：2H+ + Cu → H2 + Cu2+ 负极：锌片，正极：铜片，电解液：H2SO4溶液 判断此电池是否是可逆电池？一次电池？此类电池的特点是什么？ 1836年，英国化学家丹尼尔根据伏打电堆发明了丹尼尔电池 放电时，电极反应为： 锌极：Zn ? 2e? → Zn2+ 铜极：Cu2+ + 2e? → Cu 总反应：Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu 充电时，电极反应： 锌极：Zn2+ + 2e? → Zn (还原反应) 铜极：Cu ? 2e? → Cu2+ (氧化反应) 总反应：Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+ 负极：锌片，正极：铜片，电解液：ZnSO4溶液，CuSO4溶液，盐桥 是否满足可逆电池的条件？此类电池的优点是什么？应用：用于早期铁路的信号灯此电池的缺点：电量低，易溢出溶液 1859年，法国物理学家Gaston Planté发明了铅酸电池。单个铅酸电池的工作电压为2.0 V，在应用中，常用6个单电池串联起来，可提供12 V的电压 电极反应为： 负极：Pb + H2SO4 ? 2e? → PbSO4 + 2H+ 正极：PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e? → PbSO4 + 2H2O 总反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4+ 2H2O 负极：海绵状铅；正极：涂有PbO2的铅板，电解液：硫酸溶液 优点：成本低，可充电循环，高通量电流应用领域：汽车，电信缺点：污染严重，能量密度较低，重量大 2019年诺贝尔化学奖授予了三位科研工作者，以表彰他们在锂电池方面的贡献。在手机、电动汽车中广泛应用 电极反应为： 负极：Li1?yC6 ? xe? → Li1?y?xC6 + xLi+ 正极：Li1?zCoO2 + xLi+ + xe? → Li1?z+xCoO2 总反应：Li1?zCoO2 + Li1?yC6 = Li1?y?xC6 + Li1?z+xCoO2 负极：鳞片状石墨材料(Li1?yC6)，正极钴酸锂(LixCoO2)，电解液：锂盐的有机溶液 优点：能量密度较高，重量轻，使用循环大应用领域：手机，电动汽车，电动自行车缺点：安全隐患如何提高电池性能？