一枚金幣教學(xué)設(shè)計
發(fā)表時間:2021-08-27高一化學(xué)教案:《原電池原理及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計。
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?以下是小編收集整理的“高一化學(xué)教案:《原電池原理及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
高一化學(xué)教案:《原電池原理及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計
一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、 掌握原電池實質(zhì),原電池裝置的特點,形成條件,工作原理
2、 了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、 了解金屬的電化學(xué)腐蝕
二、 知識重點、難點
原電池原理、裝置特點、形成條件、金屬的電化學(xué)腐蝕
三、教學(xué)過程
引入: 你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道JAb88.CoM
是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生
銹的嗎?
新授: 原電池原理及其應(yīng)用
實驗:4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報告實驗現(xiàn)象。
②將銅片插入稀硫酸中報告實驗現(xiàn)象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導(dǎo)線連接起來插入稀硫酸中報
告實驗現(xiàn)象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計,觀察其指針的變化。
結(jié)論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應(yīng)放出H2
②銅片不能和稀硫酸反應(yīng)
③銅片上有氣體生成
④電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明在兩金屬片間有電流產(chǎn)生
結(jié)論:什么是原電池?(結(jié)論方式給出)它的形成條件是什么?
原電池定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池.
形成條件: ①兩個電極
②電解質(zhì)溶液
③形成閉合電路
討論:1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置后有電流產(chǎn)生,鋅片上發(fā)生了什么
反應(yīng)?銅片上發(fā)生了什么反應(yīng)?(可以取鋅片周圍的溶液
用NaOH溶液鑒別;取銅片上生成的氣體檢驗。)
結(jié)論:在鋅片周圍有鋅離子生成;銅片上生成的是H2
討論:可能造成此現(xiàn)象的原因?倆金屬片上的反應(yīng)式的書寫。
結(jié)論:在Zn上:Zn – 2e- = Zn2+
在Cu上:2H++2e-= H2
Zn失去電子?流出電子?通過導(dǎo)線--?Cu--電解質(zhì)中的離子獲得電子
我們把: 流出電子的一電極叫負(fù)極;
電子流入的一極叫做正極
兩極反應(yīng)的本質(zhì):還是氧化還原反應(yīng),只是分別在兩極進(jìn)行了。
負(fù)極失電子 被氧化 ,發(fā)生氧化反應(yīng)
正極得電子 被還原 發(fā)生還原反應(yīng)
實驗:分別用兩個銅片和兩個鋅片做上述實驗④。
結(jié)論:兩種情況下電流計不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線路中無電流生成,銅
片上無氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬
或金屬與非金屬(能導(dǎo)電)
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;原電池原理及其應(yīng)用
第四章第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、掌握原電池實質(zhì),原電池裝置的特點,形成條件,工作原理
2、了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、了解金屬的電化學(xué)腐蝕
二、知識重點、難點
原電池原理、裝置特點、形成條件、金屬的電化學(xué)腐蝕
三、教學(xué)過程
引入:你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道
是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生
銹的嗎?
新授:原電池原理及其應(yīng)用
實驗:4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報告實驗現(xiàn)象。
②將銅片插入稀硫酸中報告實驗現(xiàn)象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導(dǎo)線連接起來插入稀硫酸中報
告實驗現(xiàn)象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計,觀察其指針的變化。
結(jié)論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應(yīng)放出H2
②銅片不能和稀硫酸反應(yīng)
③銅片上有氣體生成
④電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明在兩金屬片間有電流產(chǎn)生
結(jié)論:什么是原電池?(結(jié)論方式給出)它的形成條件是什么?
原電池定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池.
形成條件:①兩個電極
②電解質(zhì)溶液
③形成閉合電路
討論:1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置后有電流產(chǎn)生,鋅片上發(fā)生了什么
反應(yīng)?銅片上發(fā)生了什么反應(yīng)?(可以取鋅片周圍的溶液
用NaOH溶液鑒別;取銅片上生成的氣體檢驗。)
結(jié)論:在鋅片周圍有鋅離子生成;銅片上生成的是H2
討論:可能造成此現(xiàn)象的原因?倆金屬片上的反應(yīng)式的書寫。
結(jié)論:在Zn上:Zn–2e-=Zn2+
在Cu上:2H++2e-=H2
Zn失去電子流出電子通過導(dǎo)線--Cu--電解質(zhì)中的離子獲得電子
我們把:流出電子的一電極叫負(fù)極;
電子流入的一極叫做正極
兩極反應(yīng)的本質(zhì):還是氧化還原反應(yīng),只是分別在兩極進(jìn)行了。
負(fù)極失電子被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng)
正極得電子被還原發(fā)生還原反應(yīng)
實驗:分別用兩個銅片和兩個鋅片做上述實驗④。
結(jié)論:兩種情況下電流計不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線路中無電流生成,銅
片上無氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬
或金屬與非金屬(能導(dǎo)電)
高一化學(xué)教案:《再探原電池》教學(xué)設(shè)計
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課,有效的提高課堂的教學(xué)效率。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?下面是由小編為大家整理的“高一化學(xué)教案:《再探原電池》教學(xué)設(shè)計”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
高一化學(xué)教案:《再探原電池》教學(xué)設(shè)計
一、化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對原電池這部分內(nèi)容的要求
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對原電池這部分內(nèi)容的要求——第一部分:體驗化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的探究過程。了解原電池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。第二部分:通過查閱資料,了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,認(rèn)識化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。第三部分:能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識金屬腐蝕的危害,通過實驗,探究防止金屬腐蝕的措施。
二、教材分析和學(xué)情分析
這一節(jié)內(nèi)容是以必修2第二章第二節(jié)《化學(xué)能與電能》為基礎(chǔ),是對必修2基礎(chǔ)的加深和提高——加深的是學(xué)生對原電池工作原理、原電池的形成條件的認(rèn)識等,提高的是學(xué)生對原電池本質(zhì)條件(氧化還原反應(yīng))、實用性開發(fā)等方面的認(rèn)知發(fā)展。
具體說明如下:在化學(xué)必修2中,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池的相關(guān)知識,如鋅銅(稀硫酸)原電池的工作原理,簡單原電池的形成條件。但在理解原電池本質(zhì)條件(氧化還原反應(yīng))、鋅銅(稀硫酸)原電池作為化學(xué)電源開發(fā)的缺點等方面還有不足。所以本節(jié)教學(xué)的重點應(yīng)該放在引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,學(xué)生在加深理解原電池原理的基礎(chǔ)之上,體會必修2中單液原電池的缺點,并根據(jù)實際需要,能設(shè)計出較為科學(xué)的原電池模型(雙液或鹽橋原電池),學(xué)生體會鹽橋的設(shè)置不僅僅是一個普通的實驗技術(shù)的改進(jìn),而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破,在有鹽橋的原電池這種特定裝置中氧化劑、還原劑近乎完全隔離卻能實現(xiàn)電子的定向轉(zhuǎn)移,其優(yōu)點是能持續(xù)、穩(wěn)定產(chǎn)生電流,這也為原電池原理的實用性開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。
三、設(shè)計思路和教學(xué)流程
指導(dǎo)思想:充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,以學(xué)生為主體,讓學(xué)生自主地參與知識的獲得過程,并給學(xué)生充分的表達(dá)自己想法的機(jī)會。以實驗為載體,創(chuàng)設(shè)問題情境,將設(shè)計原電池與知識回顧、新知識引入融為一體,將實驗探究與思考交流交替進(jìn)行,充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲,設(shè)計層層實驗和問題情境,使學(xué)生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,按照從易到難,從實踐到理論再到實踐的順序,首先通過橙子電池視頻,引人課題。在實驗——觀察——討論——推測——驗證的過程中,學(xué)習(xí)和理解原電池的概念和原理。在此基礎(chǔ)上,通過實驗探索能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池的條件。最后,讓學(xué)生體會鹽橋原電池在實用性開發(fā)方面的積極意義。根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、心理特點和教學(xué)內(nèi)容的實際需要,采取了啟發(fā)、討論、實驗探究等教學(xué)方法,并采用多媒體進(jìn)行教學(xué)。
教學(xué)流程圖:
四、教學(xué)設(shè)計
課 題
《再探原電池》
授課人
淮北市實驗高級中學(xué) 馬 輝
教學(xué)目標(biāo)
[知識與技能目標(biāo)]
1.學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識原電池,了解原電池的工作原理;
2.通過設(shè)計簡單原電池,學(xué)生加深對形成原電池本質(zhì)條件的認(rèn)識;
3.通過實驗與分析,了解簡單原電池的缺點和改進(jìn)方法。知道原電池輸出電能的能力與氧化還原反應(yīng)等有關(guān);
4.了解鹽橋原電池的功能與價值。
[過程與方法目標(biāo)]
1.經(jīng)過對簡單原電池裝置的優(yōu)化過程,進(jìn)一步理解科學(xué)探究的意義;
2.在科學(xué)探究的過程中要具有較強(qiáng)的問題意識,敢于質(zhì)疑,勤于思考;
3.在學(xué)習(xí)中,學(xué)會運用觀察、實驗等多種手段獲取信息,并運用比較等方法對信息進(jìn)行加工。
[情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)]
1.在學(xué)習(xí)中體驗并享受探究帶來的快樂,感受化學(xué)世界的奇妙;
2.增強(qiáng)聯(lián)系實際學(xué)習(xí)化學(xué)并將化學(xué)知識應(yīng)用于生活的意識。
教學(xué)重點
簡單原電池的優(yōu)化方法
教學(xué)難點
鹽橋原電池的功能與價值
教學(xué)方法
誘思——探究——實驗,分析一推理——歸納
儀器、藥品
藥品:鋅片、銅片、硫酸銅、硫酸鋅等
儀器:電流表、導(dǎo)線、原電池槽、燒杯、鹽橋等
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動預(yù)設(shè)
學(xué)生活動預(yù)設(shè)
設(shè)計意圖
引入新課
[播放]橙子電池視頻
[提問]視頻中,你看到了什么?想到了什么?
[板書]再探原電池
學(xué)生認(rèn)真觀看
學(xué)生交流觀看視頻后的感受
體會化學(xué)學(xué)科源
于生活,而又用
于生活的學(xué)科價
值。
設(shè)計原電池
[過渡]由于橙子中的電池反應(yīng)發(fā)生在果肉內(nèi),不便于觀察,因此我們的首要任務(wù)是選擇一個合適的化學(xué)反應(yīng),并進(jìn)行裝置設(shè)計。
[投影]選擇合適的化學(xué)
反應(yīng)
1.HCl+Na0H一
2.C+C02—
3.Zn+Cu2+-
[說明]自發(fā)的氧化還原
反應(yīng)是形成原電池的本質(zhì)
條件
[講解]分析鋅和銅離子
反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換和氧化反
應(yīng)與還原反應(yīng)
[提問]怎樣將此反應(yīng)設(shè)
計成原電池反應(yīng)呢?
[投影]
學(xué)生選擇反應(yīng)
學(xué)生討論,并確定實驗方案
預(yù)測現(xiàn)象:
1.鋅片溶解
2.銅片上紅色物質(zhì)產(chǎn)生
3.電流表指針偏轉(zhuǎn)
加深對形成原電
池本質(zhì)條件的認(rèn)
識——自發(fā)的氧
化還原反應(yīng)
培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計簡單原電池的能力。
通過現(xiàn)象預(yù)測,為實驗真實情況
預(yù)設(shè)認(rèn)知沖突
體驗原電池
應(yīng)用原電池
[說明]請同學(xué)們根據(jù)設(shè)計,完成實驗探究
[投影]注意事項
1.使用溫度計(精確度0.1℃)測量反應(yīng)前后溶液的溫
度;
2.觀察鋅片、銅片、電流表和溫度計的變化并如實記錄
3.注意合作分工,講究效
率
[質(zhì)疑1]你發(fā)現(xiàn)了什么問
題?
[質(zhì)疑2]鋅片上產(chǎn)生大量銅對原電池電能的提供有沒有影響?
[質(zhì)疑3]如何改進(jìn)這套裝置?
[質(zhì)疑4]鹽橋原電池的優(yōu)點有哪些?
[師生總結(jié)]鹽橋原電池的優(yōu)點。
1.能量轉(zhuǎn)換率高
2.產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流
3.防止自放電
[質(zhì)疑5]氧化劑與還原劑不直接接觸,就一定不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎
[投影]鹽橋原電池與化學(xué)電源的關(guān)系
【投影】手機(jī)隔膜鋰電池新能源汽車動力電池
學(xué)生實驗探究
現(xiàn)象交流
1.鋅片上有紅色物質(zhì)產(chǎn)生
2.銅片上有紅色物質(zhì)產(chǎn)生
3.電流表指針偏轉(zhuǎn)且逐漸減小
4.溶液的溫度升高
學(xué)生質(zhì)疑:為什么實驗現(xiàn)象和預(yù)期的現(xiàn)象有的地方不同?(具體略)
學(xué)生思考、討論、交流
1.鋅片本身不純
2.鋅片與硫酸銅溶液因為直接接觸而發(fā)生氧化還原反應(yīng),在鋅片上產(chǎn)生少量銅,致使鋅片與析出的銅形成了原電
這種原電池的工作效率低
學(xué)生提出改進(jìn)的實驗方案
師生共同完成實驗二
主要現(xiàn)象記錄
1.鋅片上沒有明顯現(xiàn)象
2.電流表指針恒定氧化劑和還原劑可以不直接接觸,在有鹽橋的特定原電池裝置下,也能發(fā)生氧化還原反應(yīng),這為原電池原理的實用性開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。
發(fā)揮想象
傾聽與思考
培養(yǎng)觀察、記錄
實驗現(xiàn)象的能力。
提高學(xué)生的問題
意識,敢于質(zhì)疑,
勤于思考。
培養(yǎng)學(xué)生利用信
息、分析問題的
能力培養(yǎng)學(xué)生運用比較的方法加工信息
體會鹽橋原電池
的功能與價值
板書設(shè)計
主板書
副板書
再探原電池
一、設(shè)計原電池
二、體驗原電池
三、應(yīng)用原電池
負(fù)極:Zn一2e-=Zn2+
正極:Cu2++2e-=Cu
總反應(yīng):
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
高二化學(xué)原電池原理及其應(yīng)用16
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計劃,作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道教案要怎么寫呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高二化學(xué)原電池原理及其應(yīng)用16》,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
第四章第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用教學(xué)重點:
①原電池的化學(xué)工作原理;
②原電池的形成條件及電極反應(yīng)式;電子流和電流的運動方向;
③培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神。
教學(xué)難點:
原電池的化學(xué)工作原理和金屬的腐蝕。
教學(xué)過程:
Ⅰ復(fù)習(xí)
[提問]化學(xué)反應(yīng)通常伴有能量的變化,能量有那些轉(zhuǎn)換(或傳遞)能量的形式?
Ⅱ新課:§3-4原電池原理及其應(yīng)用
[學(xué)生實驗,教師指導(dǎo)]
[學(xué)生思考的問題]
(1)鋅和稀H2SO4直接反應(yīng)的實質(zhì)是什么?
(2)插入銅絲接觸到鋅粒后,為什么在銅絲上出氣泡?
(3)銅絲上的電子由何處而來,出來的是什么氣體?
學(xué)生根據(jù)實驗,建議討論步驟:現(xiàn)象(易)——解釋(難)——結(jié)論(難)
一、原電池
對比銅鋅原電池與直流電源或干電池的實驗,得出有關(guān)的電極名稱,電流流動方向,電子流動方向等。
電極反應(yīng):負(fù)極(鋅片)Zn-2e=Zn2+(氧化反應(yīng))
正極(銅片)2H++2e=H2↑(還原反應(yīng))
原電池反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑
定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。
原電池中:電子流入的一極是正極(較不活潑金屬),電子流出的一極是負(fù)極(較活潑金屬)。
原理:較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)流向較不活潑的金屬(正極)。
原電池組成:①兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導(dǎo)電的其它材料);②電解質(zhì)溶液(中學(xué)只局限活潑金屬與電解質(zhì)溶液能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的情況)。
原電池形成電流的條件:兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導(dǎo)電的其它材料)與電解質(zhì)溶液接觸構(gòu)成閉合回路。
經(jīng)常用做惰性電極材料的物質(zhì)是Pt(鉑)或C(石墨),如下圖兩個裝置的電極反應(yīng)是相同的。
說明:教學(xué)軟件不能代替教學(xué)實驗,不過可以在總結(jié)時用演示教學(xué)軟件。
[練習(xí)]判斷下列裝置那些能構(gòu)成原電池,標(biāo)出電極名稱,寫出電極反應(yīng)。
二、化學(xué)電源
(教師可以布置課外文獻(xiàn)檢索,課堂時間有限,不可能涉及過多內(nèi)容,局限于教材即可)
1、干電池
家庭常用電池。
常見的是鋅-錳干電池。如圖:
2、鉛蓄電池
目前汽車上使用的電池。
鉛蓄電池的構(gòu)造是用含銻5%—8%的鉛銻合金鑄成格板。PbO2作為陽極,Pb作為陰極,二者交替排列而成。電極之間充有密度為1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、鋰電池
鋰電池是一種高能電池,鋰作為負(fù)極,技術(shù)含量高,有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優(yōu)點。常用于電腦筆記本、手機(jī)、照相機(jī)、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動力電源。
4、新型燃料電池
還原劑(燃料)在負(fù)極失去電子,氧化劑在正極得到電子。
目前常見的有,氫氣、甲烷、煤氣、鋁等燃料與空氣、氯氣、氧氣等氧化劑組成的燃料電池。
特點是能量大、使用方便、不污染環(huán)境和能耗少等。
三、金屬的腐蝕和防護(hù)
(1)金屬的腐蝕
金屬腐蝕是指金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。
◇析氫腐蝕(在酸性條件下)
說明:析氫腐蝕備有Flash演示教學(xué)軟件,請查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳,使H+增多。
H2O+CO2H2CO3H++HCO3-
構(gòu)成的原電池:鐵(負(fù)極)——碳(正極)——酸性電解質(zhì)薄膜
負(fù)極(鐵)Fe–2e=Fe2+(被氧化)
正極(碳)2H++2e=H2↑(被還原)
◇吸氧腐蝕(在弱酸性或中性條件下)
說明:吸氧腐蝕備有Flash演示教學(xué)軟件,請查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面水膜溶解了氧氣。
構(gòu)成的原電池:鐵(負(fù)極)——碳(正極)——電解質(zhì)薄膜
負(fù)極(鐵)2Fe–4e=2Fe2+(被氧化)
正極(碳)2H2O+O2+4e=4OH-(被還原)
◇析氫腐蝕和吸氧腐蝕往往同時發(fā)生,一般情況下,鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕。
[討論]析氫腐蝕或吸氧腐蝕鋼鐵表面水膜溶液的PH值會有什么變化?
(2)金屬的防護(hù)
[通過研究討論學(xué)習(xí)]
1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。
2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層。
涂油脂、油漆,覆蓋搪瓷、塑料,電鍍、熱鍍、噴鍍,在鋼鐵表面形成致密而穩(wěn)定的氧化膜。
3、電化學(xué)保護(hù)法。
Ⅲ作業(yè)——教材69頁:一、二、三題
[課后研究課題]
通過查找資料(包括上網(wǎng))了解一種新型電池的詳細(xì)化學(xué)原理和優(yōu)缺點。(如海水電池、氫氧燃料電池、紐扣電池、鋰電池等)
高二化學(xué)教案:《原電池的工作原理》教學(xué)設(shè)計
本文題目:高二化學(xué)教案:原電池的工作原理
原電池的工作原理
一.知識再現(xiàn)
1.原電池定義:
2.原電池構(gòu)成條件:1)
2)
3)
4)
3.按你的理解畫出一個原電池,寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)
4.完成課本13頁、14也活動與探究
二、討論完成例1. 銀器皿日久表面逐漸變黑色,這是由于生成硫代銀,有人設(shè)計用原電池原理加以除去,其處理方法為:將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時間后,黑色會褪去而銀不會損失。
試回答:在此原電池反應(yīng)中,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為 ;正極發(fā)生的反應(yīng)為 ;
反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體,原電池總反應(yīng)方程式為
三、自我檢測
1. 氫氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池,穿過浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳電極,其電極反應(yīng)式為:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,則下列敘述正確的是( )
A.通H2的一極是正極,通O2的一極是負(fù)極
B.通O2的一極是正極,通H2的一極是負(fù)極
C.工作一段時間后電解質(zhì)溶液pH增大
D.工作時負(fù)極區(qū)附近pH減小
2. 將鋅片和銀片接觸放入相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中,反應(yīng)一段時間后,溶液質(zhì)量減輕的是( )
A.氯化鋁 B.硫酸銅 C.硝酸銀 D.稀硫酸
3. 在空氣中,鋼鐵與食鹽水接觸,發(fā)生電化腐蝕,在正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是( )
A.Fe-2e- === Fe2+ B.2H+2e- ==== H?2↑
C.Na++e- === Na D.2H2O+O2+4e- ==== 4OH-
4. 鋰電池是新型高能電池,它以質(zhì)輕.容量大而受到重視。目前已經(jīng)制成多種功能的鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)可表示為:Li+MnO2 LiMnO2。若該電池提供0.5C電量,則消耗正極材料的質(zhì)量約為(其他損耗忽略不計)( )
A.3.5g B.7g C.4.52×10-4g D.43.5g
5.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為( )
2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O
在此電池放電時,負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( )
A. Ag B. Zn(OH)2 C. Ag2O D. Zn
6.下圖各容器中盛有海水,鐵在其中腐蝕時由快到慢的順序是( )
A.(4)>(2)>(1)>(3) B.(2)>(1)>(3)>(4)
C.(4)>(2)>(3)>(1) D.(3)>(2)>(4)>(1)
7.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )
A. a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl
B. a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl
C. a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl
D. a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl
8. 右圖是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是( )
A. a為負(fù)極、b為正極
B. a為陽極、b為陰極
C. 電解過程中,d電極質(zhì)量增加
D. 電解過程中,氯離子濃度不變
9. 隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是( )
A. 利用電池外殼的金屬材料
B. 防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染
C. 不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D. 收其中石墨電極
10. 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是( )
A. 2H++2e- H?2? B. 2H2O+O2+4e- 4OH-
C. Fe-2e- Fe2+ D. 4OH--4e- 2H2O+O2
11.下列敘述正確的是( )
①鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率
②鍍層破損后,白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕
③電鍍時,應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極
④冶煉鋁時,把氧化鋁加入液態(tài)冰晶石中成為熔融體后電解
⑤鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3?nH2O
A.①②③④⑤ B.①③④⑤ C.①③⑤ D.②④
12.燃料電池是燃料(例如CO,H2,CH4等)跟氧氣或空氣起反應(yīng),將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,電解質(zhì)通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說法不正確的是( )
A. 負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O
B. 正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH-
C. 隨著不斷放電,電解質(zhì)溶液堿性不變
D. 甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大
13. 如圖所示,在大試管里放入一段光亮無銹的彎成螺旋狀的鐵絲,把試管倒插入水中,把這個裝置這樣放置
約一周后,觀察到鐵絲發(fā)生的變化是 ,
原因是 。試管里的水面會上升,
最終上升高約為 ,原因是 。
14. 從某鋁鎂合金上剪下一小片(其質(zhì)量為2.0g),立刻投入盛有20mL5mol?L-1氫氧化鈉溶液的小燒杯中。
(1)由反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束,可能觀察到燒杯中的現(xiàn)象依次為 。
(2)反應(yīng)開始時,合金片表面產(chǎn)生氣泡較慢,其原因是 ,一段時間后反應(yīng)速率相當(dāng)快,其原因是 。
(3)寫出合金片與溶液反應(yīng)時可能形成的微電池的負(fù)極材料是 正極的電極反應(yīng)式: 。
(4)若要利用該反應(yīng)來測定合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù),還應(yīng)測定哪些數(shù)據(jù)(如有多種可能,請逐一寫出)?答:
15. 有人設(shè)計以鉑和鋅為電極材料,埋入人體作某種心臟病人的心臟起搏器的能源,它依靠人體血液中有一定濃度的O2和H2O進(jìn)行工作。
(1)正極材料是 ,電極反應(yīng)為 。
(2)負(fù)極材料是 ,電極反應(yīng)為 。
16. 工業(yè)上處理含Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水用以下方法:①往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl,攪拌均勻;②用Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過一段時間有Cr(OH)3和Fe(OH)?3沉淀生成,③過濾回收沉淀,廢水達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),試回答:
(1)電解時的電極反應(yīng),陽極 ,陰極 。
(2)寫出Cr2O72-轉(zhuǎn)變成Cr3+的離子反應(yīng)
(3)電解過程中Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的?
(4)能否將Fe電極改成石墨電極?為什么?
17. 碘缺乏癥遍及全球,多發(fā)于山區(qū),為控制該病的發(fā)生,我國政府規(guī)定在食鹽中添加碘酸鉀(KIO3)。據(jù)此回答下列問題。
(1)可用鹽酸酸化的碘化鉀淀粉溶液檢驗食鹽中的碘酸鉀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,現(xiàn)象是 。
(2)可用電解方法制得碘酸鉀。以石墨為陽極,不銹鋼為陰極來電解KI溶液,總反應(yīng)方程式為KI+3H2O====KIO3+3H2↑。若計劃每分鐘生產(chǎn)5.35g KIO3,電流強(qiáng)度應(yīng)不低于 A。
(3)碘元素位于周期第 周期 主族。其最高價氧化物的水化物酸性比HClO4 (填強(qiáng)或弱),其氫化物的還原性比HCl (填強(qiáng)或弱)。
18. 航天技術(shù)中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染等優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時的總反應(yīng)均可表示為:2H2+O2 2H2O。酸式燃料電池中的電解質(zhì)是酸,其負(fù)極反應(yīng)為:2H2-4e- 4H+。電池的電解質(zhì)是堿,其正極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e- 4OH-,則負(fù)極反應(yīng)為 。
19. 鉛蓄電池放電時的總反應(yīng)方程式為:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
據(jù)此判斷其正極是 ,負(fù)極是 ,電解質(zhì)溶液是 ,正極反應(yīng)是 ,負(fù)極反應(yīng)是 ,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5N?A個電子時,蓄電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為 。
20. 由銅片、鋅片和200mL稀H2SO4組成的原電池中,若鋅片發(fā)生電化學(xué)腐蝕,則當(dāng)銅片上放出3.36L(標(biāo)態(tài))氣體時,硫酸恰好全部作用完。試計算:
(1)產(chǎn)生這些氣體消耗了多少克鋅
(2)有多少個電子通過了導(dǎo)線
(3)200mL稀H2SO4的物質(zhì)的量濃度是多少。
五. 能力提高
1. 常用的鈕扣式銀鋅電池,放電時的電極反應(yīng)式分別為:
Zn極:Zn+2OH-+2e- Zn(OH)2
Ag2O極:Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-則下列說法中不正確的是( )
A.放電過程中[OH-]不變 B. Zn為負(fù)極而Ag2O為正極
C.電解質(zhì)溶液呈堿性 D. 電子從Ag2O流出經(jīng)用電器流入Zn極
2. 下圖各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為( )
A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①
3. 鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接后,浸入0.01mol?L-1的食鹽溶液中,可能發(fā)生( )
A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近產(chǎn)生OH-
C.碳棒上放出O2 D.鐵釘被氧化
4. 以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是( )
A.黃銅(銅鋅)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠
B.生鐵比純鐵易生銹
C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹
D.銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗
5. 關(guān)于金屬腐蝕的如下各敘述中,正確的是( )
A.金屬被腐蝕的本質(zhì)是:M+nH2O=M(OH)n+ H2↑
B.馬口鐵(錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時,首先是鍍層被氧化
C.金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕
D.常溫下,置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕
6. 微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池,其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH,電極反應(yīng)為:Zn+2OH--2e- ==== ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e- ==== 2Ag+2OH-,總反應(yīng)式為:Ag2O+Zn ==== 2Ag+ZnO。根據(jù)上述反應(yīng)式,下列說法正確的是( )
A. 在使用過程中,電池負(fù)極區(qū)溶液的pH減小
B. 使用過程中,電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極
C.Z n是負(fù)極,Ag2O是正極
D. Zn電極發(fā)生還原反應(yīng),Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)
7 有甲、乙、丙、丁四種金屬。將甲、乙用導(dǎo)線相連放入稀H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解,而甲的表面有氣體逸出。把丁放到乙的硝酸鹽溶液中后,丁的表面覆蓋一層乙的單質(zhì)。用石墨電極電解含相同物質(zhì)的量濃度的甲和丙兩種金屬的鹽溶液,丙的單質(zhì)先析出。將甲放入稀鹽酸中有H2析出。已知四種金屬中有一種是銅。根據(jù)以上實驗判斷銅是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
8.在25℃時,將兩個鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中,進(jìn)行電解,通電一段時間后,在陽極逸出amol氣體,同時有WgNa2SO4?10H2O析出,若溫度不變,則此時剩余硫酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為( )
A. B.
C. D.
9. 美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池
是一種新型的化學(xué)電池,其構(gòu)造如圖所示;兩個電極
均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在
電極表面放電。
(1)a極是 極,b極是 極,電極
反應(yīng)式分別為 , 。
(2)飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供。已知這種電池發(fā)1度電時能生成350g水,試計算能量轉(zhuǎn)化率。
[2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)+572kJ]
(3)這種電池的輸出電壓為1.2V。要使標(biāo)有1.2V,1.5W的小燈泡連續(xù)發(fā)光0.5h,應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2多少升?
(4)氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖然使用方便,卻受到價格和來源的限制。常用的燃料,往往是某些碳?xì)浠衔?,如甲?天然氣)、汽油等。請寫出將圖中H2換成CH4時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式: 。此時電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為 。
10. 將含有KCl、CuBr2、Na2SO4三種物質(zhì)的水溶液(分別為1mol/L)用鉑電極電解,且電解足夠長的時間。有以下結(jié)論:
①溶液中幾乎沒有Br-;②電解液變?yōu)闊o色;③最終溶液顯堿性;④K+、Na+和SO42-的濃度幾乎沒有變化。其中正確的是( )
A.①②③ B.只有③ C.①④ D.①②③④
六、高考聚焦
1. 鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用,它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行:
Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,該電池放電時的負(fù)極材料是( )
A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)?2 C.Cd D.NiO(OH)
2. 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:
陽極反應(yīng)式:2CO+2CO32- 4CO2+4e-
陰極反應(yīng)式:
總電池反應(yīng):
3. 下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是( )
A. 銅鋅原電池中銅是正極 B. 用電解法精煉銅時銅作陽極
C. 在鍍件上鍍銅時可用銅作陽極 D. 電解稀H2SO4制H2、O2時銅做陽極
解析:由題意“黑色褪去而銀不會損失”發(fā)生變化Ag2S→Ag,顯然這是考察原電池的正極反應(yīng):Ag2S+2e-=2Ag+S2-,負(fù)極反應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng):Al-3e-=Al3+。正極生成的S2-和負(fù)極生成的Al3+在溶液中發(fā)生雙水解:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。
答案:Al-2e-=Al3+ Ag2S+2e-=2Ag+S2-
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑