小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教案

高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與電能探究式復(fù)習(xí)課》教學(xué)設(shè)計(jì)。

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢？下面是小編為大家整理的“高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與電能探究式復(fù)習(xí)課》教學(xué)設(shè)計(jì)”，相信能對(duì)大家有所幫助。

高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與電能探究式復(fù)習(xí)課》教學(xué)設(shè)計(jì)

授課題目

化學(xué)能

與電能

課 型

復(fù)習(xí)課

課時(shí)

第一課時(shí)

教

學(xué)

設(shè)

計(jì)

思

路

本課程以化學(xué)電源在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用視頻作為引入，引起學(xué)生對(duì)《化學(xué)能與電能》相關(guān)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)的熱情，并以此為線索，設(shè)計(jì)層層實(shí)驗(yàn)和問題情境，在問題——實(shí)驗(yàn)——觀察——討論——推測(cè)——驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探索和討論組成原電池的條件。然后，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)原電池以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力，最后，適當(dāng)拓展課本知識(shí)，以學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)形式探究原電池的簡(jiǎn)單應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的研究性思維能力。整個(gè)過程按照從易到難，從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐的順序，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、心理特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際需要，采取了啟發(fā)、討論、實(shí)驗(yàn)探究等教學(xué)方法，并結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)。讓學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、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。

教學(xué)環(huán)節(jié)

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)

設(shè)計(jì)意圖

環(huán)節(jié)1

創(chuàng)設(shè)

情景

引入

【多媒體】化學(xué)電源在生活生產(chǎn)中的具體應(yīng)用與工作原理。

【引入】化學(xué)電源的應(yīng)用在我們生活中非常普遍，有許多優(yōu)點(diǎn)。

【傾聽】

了解化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，形成自主評(píng)價(jià)能源優(yōu)缺點(diǎn)的觀點(diǎn)。

環(huán)節(jié)2

激發(fā)學(xué)生

思考

尋求探究思路

【設(shè)疑】如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化？需要哪些必要條件？

【推進(jìn)】現(xiàn)在帶這這個(gè)問題，我們今天實(shí)驗(yàn)入手，同學(xué)們利用桌面上提供的儀器與藥品，自己動(dòng)手探究——化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化需要哪些必要條件？

【同學(xué)間討論】

通過自己的分析形成概念，自主的根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)想。

環(huán)節(jié)3

探究原電池的原理

【探究實(shí)驗(yàn)1】以鐵片、鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸、無水乙醇、電流計(jì)等為材料，探究構(gòu)建原電池的條件。

【教師巡視】從電極的選擇，電路

的連接，電流的檢測(cè)等角度引導(dǎo)學(xué)

生自主組裝裝置。引導(dǎo)學(xué)生自主歸

納構(gòu)成原電池必備的條件。

【小結(jié)】

實(shí)驗(yàn)成功可能的組合有

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象

能否構(gòu)成原電池

Fe-Zn

Cu-Fe

Cu-Zn

C-Fe

C-Zn +H2SO4+ 電流計(jì)

電流

計(jì)發(fā)

生偏

轉(zhuǎn)

能

電流表指針偏轉(zhuǎn)→有電流產(chǎn)生→產(chǎn)生電能→化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置→原電池。

如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化？需要哪些必要條件？

【提問】大家總結(jié)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化需要哪些必要條件？

【思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察、思考、記錄】

以學(xué)習(xí)小組為單位，自主進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置。

【組內(nèi)交流、討論、分析原電池的原理】

【總結(jié)、回答】

構(gòu)成原電池需要4個(gè)條件：

（1）必須有能夠自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生；

（2）有活動(dòng)順序不同的金屬或者金屬與非金屬作為電極材料；

（3）電解質(zhì)溶液

（4）電極、電解質(zhì)溶液、導(dǎo)線共同構(gòu)成一個(gè)閉合電路。

培養(yǎng)學(xué)生大膽推測(cè)猜想和理論結(jié)合實(shí)踐的能力，以及動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和觀察能力。層層深入，體會(huì)科學(xué)探究的過程

建立全新的思維模型。

從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象出現(xiàn)象的本質(zhì)的能力，從而理解原電池的概念。

從微觀角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原電池的原理，使學(xué)生丟原電池有完整的理解

環(huán)節(jié)4

知識(shí)應(yīng)用

【過渡】上面我們通過實(shí)驗(yàn)探究了原電池的工作原理，初步形成了原電池的概念，下面我們看一道練習(xí)？

【例題1】以下裝置能形成原電池的是 。

【拓展】

（1）在以上的原電池中電子的流向如何？

（2）你能否寫出這些原電池的電極方程式（學(xué)生活動(dòng)），有什么規(guī)律可循嗎？

【動(dòng)畫模擬】原電池中外電路電子移動(dòng)方向與內(nèi)電路離子移動(dòng)方向。

【指導(dǎo)書寫】

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)）

電池總反應(yīng)式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑

【設(shè)疑】原電池正負(fù)極如何判斷？

【自主思考后，組

內(nèi)交流、討論】

【學(xué)生活動(dòng)】

1.各學(xué)習(xí)小組獨(dú)立完成練習(xí)，派代表到黑板上書寫。

2．在教師引導(dǎo)下，學(xué)生集體判斷學(xué)生代表書寫的正誤，指出典型錯(cuò)誤，進(jìn)行指正。

【思考、交流、討

論得出結(jié)論】

【結(jié)論1】原電池的電極方程式書寫的一般規(guī)律為：負(fù)極直接失去電子，溶液中的陽(yáng)離子在正極上獲取電子

【結(jié)論2】原電池正負(fù)極的判斷方法

（1）以電流計(jì)判斷：指針偏向的一極為 極，指針偏離的一極為負(fù)極。

（2）以電極材料判斷：一般活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。

（3）以反應(yīng)類型判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。

培養(yǎng)學(xué)生處理化學(xué)事實(shí)的能力。初步學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。進(jìn)一步理解原電池的原理

環(huán)節(jié)5

理論與實(shí)踐聯(lián)系

【過渡】那么如何根據(jù)原電池現(xiàn)象來判斷金屬活動(dòng)順序呢？

【探究實(shí)驗(yàn)2】有標(biāo)號(hào)為（1）（2）（3）的三種未知金屬，利用稀硫酸、導(dǎo)線、電流計(jì)等原材料你能否判斷這幾種金屬的活動(dòng)順序？

【教師巡視】

從裝置的構(gòu)建，原材料的選擇等

角度引導(dǎo)學(xué)生自主組裝裝置。引導(dǎo)

學(xué)生根據(jù)原電池反應(yīng)現(xiàn)象來判斷

金屬活動(dòng)順序。

【小結(jié)】

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

將金屬兩兩相連與稀硫酸構(gòu)成原電池

電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

通過電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)方向, 可判定

活動(dòng)性(1)

【展示習(xí)題】

【例題2】 X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋?）。

A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y

C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X

【思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察、思考、記錄】

以學(xué)習(xí)小組為單位，自主進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置。

【組內(nèi)交流、討論】

【一個(gè)小組代表給出結(jié)論】

通過將未知金屬兩兩構(gòu)成原電池裝置，根據(jù)裝置中電流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向了來判斷金屬正負(fù)極。電流計(jì)偏向的為正極，偏離的為負(fù)極，作為負(fù)極的是活潑金屬，作為正極的為不活潑金

【獨(dú)立思考，學(xué)生代表回答】

本題需要將金屬兩兩比對(duì)，X能把Z置換出來說明活動(dòng)性：X＞Z，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極，說明活動(dòng)性：Y＞X，所以C正確。

將習(xí)題冊(cè)上理論化的知識(shí)變化為實(shí)驗(yàn)的形式，通過學(xué)生自主的探究去將已有知識(shí)應(yīng)用的實(shí)際中去，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，加強(qiáng)動(dòng)手操作能力，以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

【過渡】那么原電池反應(yīng)速率與普通反應(yīng)速率有什么區(qū)別呢？

【探究實(shí)驗(yàn)3】小明和小勇兩位同學(xué)準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)室收集一定量的H2 。小明采用的是純鋅與稀硫酸反應(yīng)的方案，小勇的方案與小明類似，只是實(shí)驗(yàn)的過程中他卻向溶液中滴加了幾滴硫酸銅溶液，稱這樣反應(yīng)速率更快，他的做法和結(jié)論是否正確呢？試用實(shí)驗(yàn)來證明。

【教師巡視】

【小結(jié)】

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

①Zn+稀H2SO4

② Zn+稀H2SO4 +幾滴CuSO4

② 中產(chǎn)生氣泡的速率比①更快

Fe, Cu構(gòu)成原電池可以加快負(fù)極反應(yīng)的速率

【例題3】如圖所示，各燒杯中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?( )

A. ②①③④ B. ④③①② C. ④②①③ D. ③②④①

【重復(fù)試驗(yàn)】

【一個(gè)小組代表給出結(jié)論】

小勇的實(shí)驗(yàn)方案中，鋅將銅置換出來，構(gòu)成銅鋅原電池，本反應(yīng)放出氣體的速率更快，說明原電池反應(yīng)確實(shí)能加快反應(yīng)的速率。

學(xué)生一般會(huì)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)提出質(zhì)疑，通過自己動(dòng)手驗(yàn)證，原電池反應(yīng)確實(shí)能加快反應(yīng)速率，加深學(xué)生做題的印象。

【介紹】化學(xué)電池的發(fā)現(xiàn)史

【傾聽、思考、體會(huì)】

了解知識(shí)與生活聯(lián)系的緊密性

【課堂小結(jié)】

通過本節(jié)課，你學(xué)到了什么？你印象最深的是什么？你還想知道什么？

【課堂自我評(píng)價(jià)】

內(nèi)容

原電池

定義

形成條件

如何判斷兩極

電子流向

【反思與交流】

【獨(dú)立完成課堂自我評(píng)價(jià)】

激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，回顧知識(shí)的能進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解，達(dá)到熟練應(yīng)用的目的。

【反饋練習(xí)】

完成課堂練習(xí)

促進(jìn)學(xué)生的提升

【作業(yè)】完成學(xué)案練習(xí)

獨(dú)立完成

鞏固提高

板

書

設(shè)

計(jì)

化學(xué)能與電能復(fù)習(xí)

精選閱讀

高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與熱能》教學(xué)設(shè)計(jì)

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢？以下是小編為大家精心整理的“高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與熱能》教學(xué)設(shè)計(jì)”，歡迎大家閱讀，希望對(duì)大家有所幫助。

高一化學(xué)教案：《化學(xué)能與熱能》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

根據(jù)新課程的基本理念，教師應(yīng)該幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系。因此，從生活實(shí)際引入本節(jié)課，激發(fā)學(xué)生探究欲望，讓學(xué)生初步了解化學(xué)反應(yīng)與能量之間的關(guān)系；然后通過三個(gè)具體實(shí)驗(yàn)中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的描述，使其把握化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)守恒和能量守恒的規(guī)律。進(jìn)而要求學(xué)生從多個(gè)角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)的吸熱和放熱的原因，使思維具有全面性；最后借助能量—反應(yīng)過程圖，增強(qiáng)學(xué)生的識(shí)圖能力；同時(shí)幫助學(xué)生把抽象的問題具體化?；诨瘜W(xué)為生活服務(wù)的理念，本節(jié)課采用自熱飯盒題材導(dǎo)入又以它結(jié)課，使學(xué)生實(shí)實(shí)在在地感受到利用化學(xué)知識(shí)解決生活中實(shí)際問題的成就。同時(shí)也讓學(xué)生體會(huì)如何從感性化學(xué)逐步過渡到理性化學(xué)。

通過多角度的設(shè)問等開放性措施，讓學(xué)生真心實(shí)意的參與課堂。學(xué)生參與的程度越高，課堂的實(shí)效性才會(huì)更好。本節(jié)課使用手持技術(shù)測(cè)量中和反應(yīng)的溫度變化，讓學(xué)生感受到現(xiàn)代技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用?；瘜W(xué)不僅教會(huì)學(xué)生理解掌握一些化學(xué)知識(shí)，還應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生探究和合作學(xué)習(xí)，學(xué)以致用等能力。

二 、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容為人教版高中化學(xué)《必修2》第二章第一節(jié)“化學(xué)能與熱能”的第1課時(shí)，該內(nèi)容屬于化學(xué)反應(yīng)原理范疇。化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量的內(nèi)容在初中化學(xué)、高中化學(xué)《必修2》和《選修4》中均有安排，體現(xiàn)了知識(shí)生長(zhǎng)與學(xué)習(xí)的層次性，在具體內(nèi)容上要注意前后呼應(yīng)與銜接，呈現(xiàn)一種螺旋式上升形態(tài)。學(xué)生在初中已從燃料的角度初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”的一些知識(shí)，在高中《選修4》還將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地再學(xué)習(xí)。因此本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又是為《選修4》奠定必要的基礎(chǔ)。化學(xué)能與熱能一節(jié)課是新課程高中教材中新增加的知識(shí)，課標(biāo)對(duì)這部分內(nèi)容有較高要求，是化學(xué)中物質(zhì)變化與能量變化兩條主線之一，是建構(gòu)完整的化學(xué)反應(yīng)觀念的一部分，也是下一節(jié)化學(xué)能與電能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

三、學(xué)生情況分析

1．知識(shí)基礎(chǔ)

學(xué)生知道化學(xué)反應(yīng)能夠制造新物質(zhì)之外，還能夠提供能量。知道一些具體反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，同時(shí)能夠從化學(xué)鍵的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。但是用定量的思想去分析問題，學(xué)生相對(duì)比較薄弱，因而這種學(xué)科思想需要在日常的教學(xué)中不斷的培養(yǎng)。學(xué)生特別渴望利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)去解決生活中的實(shí)際問題，因此以自熱飯盒來作為課的開始和結(jié)束。

2．實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)

通過高一上學(xué)期實(shí)驗(yàn)課的訓(xùn)練，學(xué)生有一定的實(shí)驗(yàn)觀察和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，但是?shí)驗(yàn)現(xiàn)象的表述能力還需要提高。本節(jié)課在化學(xué)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室上課，將要用到溫度傳感器，雖然以前沒有接觸。但是在氧化還原的教學(xué)中，使用過電流傳感器，因此學(xué)生對(duì)于儀器并不陌生。

四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

1．基本目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能目標(biāo)：了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化；了解溫度傳感器的使用和中和儀器的使用；理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因；掌握化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的判斷方法。

（2）過程與方法目標(biāo)： 通過實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的形式，形成吸熱和放熱的概念，感受化學(xué)能和熱能之間相互轉(zhuǎn)化；通過從微觀角度的分析，學(xué)生從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化；通過溫度傳感器和溫度計(jì)的使用，領(lǐng)會(huì)用定量的方法去研究化學(xué)問題。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)： 感知能量轉(zhuǎn)化，深刻體會(huì)到化學(xué)知識(shí)與生活的密切聯(lián)系，建立能量守恒觀；

通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的觀察和思考的能力，讓學(xué)生擁有自主獲取知識(shí)的態(tài)度。

2．開放性目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能目標(biāo)：從多個(gè)角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)為吸熱還是放熱進(jìn)行認(rèn)識(shí)；能運(yùn)用歸納的方法對(duì)常見的反應(yīng)進(jìn)行整理。應(yīng)用分類的思想對(duì)把反應(yīng)分為吸熱和放熱反應(yīng)。

（2）過程與方法目標(biāo)：在對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象的描述過程中，如鋁與鹽酸反應(yīng)過程中思考為什么要做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述要從物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)方面進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力和語言表達(dá)能力；通過使用溫度計(jì)和溫度傳感器測(cè)量溫度變化，學(xué)習(xí)使用化學(xué)技術(shù)手段來完成實(shí)驗(yàn)

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：合理使用手持技術(shù)（溫度傳感器），可以發(fā)揮學(xué)生的潛能，讓現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生更加重視自我發(fā)展。

3．教學(xué)重點(diǎn)的分析與確定

對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)是吸熱還是放熱，把反應(yīng)分為吸熱和放熱反應(yīng)。因此本節(jié)課的重點(diǎn)確定為化學(xué)反應(yīng)吸熱和放熱的原因及判斷方法。

4．教學(xué)難點(diǎn)的分析與確定

學(xué)生通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為舊鍵的斷裂和新鍵的形成。斷鍵需要吸收能量，成鍵放出能量。一個(gè)反應(yīng)到底是吸熱還是放熱取決于二者的相對(duì)大小。學(xué)生的定量思想比較薄弱，計(jì)算能力較弱，且容易與使用能量判斷混淆。因此，本節(jié)課的難點(diǎn)確定為從微觀角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1．教學(xué)流程圖

教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)

2．教學(xué)資源的開放性措施

本節(jié)課選用和開發(fā)的教學(xué)資源主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面上：

一是演示實(shí)驗(yàn)：在鋁與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，為了得到該反應(yīng)為放熱的結(jié)論。設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以及使用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化。這為后面得出金屬與酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)提供依據(jù)，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生用定量的思想來研究化學(xué)。

二是學(xué)生實(shí)驗(yàn)：酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，但是很難通過觸覺感受到。因此本節(jié)課使用了溫度傳感器來測(cè)定鹽酸與燒堿反應(yīng)的放出的熱量。通過數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生能夠充分感到現(xiàn)代技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用。同時(shí)在使用中和熱儀器時(shí)，從各個(gè)角度分析如何減少反應(yīng)中熱量的損失。

3．問題情境的開放性措施：

問題

設(shè)計(jì)目的及作用

① 請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察自熱飯盒，說出它與普通餐盒的區(qū)別。

引起學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和表達(dá)能力。學(xué)生從不同的角度進(jìn)行描述，且得出化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能等結(jié)論。體會(huì)化學(xué)在生活實(shí)際中的應(yīng)用

② 如何證明反應(yīng)中有能量的變化

讓學(xué)生建立化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能不僅可以通過觸覺來感知，還可以通過數(shù)據(jù)來說明。

③ 可以從哪些角度判斷一個(gè)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)

讓每個(gè)學(xué)生都能夠參與該問題的討論，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從多個(gè)角度考慮問題

④常見的吸熱和放熱反應(yīng)有哪些

利用分類的思想，對(duì)所學(xué)的反應(yīng)進(jìn)行歸納整理

⑤利用所學(xué)知識(shí)對(duì)自熱飯盒自熱的原因進(jìn)行解釋

應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題

4．學(xué)生活動(dòng)的開放性措施

本節(jié)課設(shè)計(jì)的理論（多角度的認(rèn)識(shí)吸熱和放熱反應(yīng)）和實(shí)驗(yàn)兩部分活動(dòng)，都有一定的開放性，學(xué)生能從多個(gè)角度考慮和分析，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

在理論部分，從微觀角度（化學(xué)鍵）分析能量的變化，學(xué)生意識(shí)到化學(xué)中的能量可以通過定量計(jì)算。但是有一部分學(xué)生容易得出相反的結(jié)論，這也是教學(xué)需要注意的問題。

實(shí)驗(yàn)部分，如通過溫度傳感器測(cè)量中和反應(yīng)溫度的變化， 少數(shù)學(xué)生只得出數(shù)據(jù)有變化，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。更多的學(xué)生意識(shí)到現(xiàn)代技術(shù)對(duì)于化學(xué)研究的重要性。

5.教學(xué)過程

教學(xué)階段

教學(xué)環(huán)節(jié)

教師行為

學(xué)生行為

教學(xué)資源

教學(xué)意圖

1

情

境

引

入

創(chuàng)設(shè)情境

【課的引入】請(qǐng)同學(xué)觀看圖片：展示圖片→自熱飯盒→自熱飯盒原理示意圖。請(qǐng)同學(xué)思考它與普通飯盒的不同之處

仔細(xì)看圖片，思考，討論。回答 外觀上它有“兩根線”，它還利用了化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提供熱能

自熱飯盒的圖片和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，化學(xué)與生活息息相關(guān)。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和表達(dá)能力。讓學(xué)生初步建立化學(xué)反應(yīng)與能量之間有關(guān)系的思想

化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用

【講解提問】利用化學(xué)反應(yīng)可以制造新物質(zhì)，還能有什么用途？

【板書】化學(xué)反應(yīng)的用途

學(xué)生總結(jié):l利用物質(zhì)變化制備新物質(zhì)2 利用能量變化提供能源

培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力，進(jìn)入課題

2

實(shí)

驗(yàn)

證

明

實(shí)驗(yàn)感知反應(yīng)中能量的變化

【演示實(shí)驗(yàn)】鹽酸與鋁片反應(yīng)

【設(shè)問】1 鋁片為什么需用砂紙打磨2 為什么需要用兩支試管3 通過實(shí)驗(yàn)?zāi)隳軌虻贸鍪裁唇Y(jié)論

【分組實(shí)驗(yàn)】

酸堿中和反應(yīng)

講解中和熱儀器的使用和指導(dǎo)學(xué)生使用溫度傳感器。

【演示實(shí)驗(yàn)】Ba(OH)2?8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)

【設(shè)問】：兩種混合物為什么需要用玻璃棒攪拌，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？

觀察，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，書寫化學(xué)方程式，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

傾聽，小組合作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。測(cè)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)

觀察實(shí)驗(yàn)，用手觸摸燒杯壁。思考與交流。

學(xué)案相應(yīng)的表格

兩支試管，溫度計(jì)，砂紙，鋁條，６mol/L鹽酸

學(xué)案相應(yīng)的表格

閱讀教材 P34 實(shí)驗(yàn)2-3

中和熱的裝置，玻璃棒，溫度傳感器，數(shù)據(jù)采集器，電腦，0.50mol/L 鹽酸，0.55mol/L NaOH，兩支量筒Ba(OH)2?8H2O，NH4Cl晶體，燒杯，玻璃棒，玻璃片，蒸餾水

培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ▽?duì)比實(shí)驗(yàn)）；希望學(xué)生得出金屬與酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)的結(jié)論；通過溫度計(jì)的使用，培養(yǎng)學(xué)生從定量的角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)中能量的變化。

利用溫度傳感器，使學(xué)生體驗(yàn)研究的過程和掌握測(cè)定方法，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生從定量的角度認(rèn)識(shí)中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)

希望學(xué)生得出上述反應(yīng)吸收能量（同時(shí)根據(jù)前面兩個(gè)反應(yīng)現(xiàn)象和結(jié)論的描述，學(xué)生掌握要從物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)角度描述一個(gè)反應(yīng)

得出結(jié)論

【引導(dǎo)和設(shè)問】化學(xué)反應(yīng)中除了物質(zhì)變化之外，還伴隨能量的變化。而能量的變化主要是以熱量的形式表現(xiàn)出來，據(jù)此你能得出什么結(jié)論?

思考，交流，傾聽。回答：化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)要遵循質(zhì)量守恒定律，能量要遵循能量守恒

建立能量守恒的觀點(diǎn)。學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移，從質(zhì)量守恒遷移到能量守恒

3理

論認(rèn)知

思考與交流

【設(shè)問】化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？可以從哪些角度判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng)？

思考，回答。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和微觀的角度去分析

P32 第二段

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)放熱和吸熱原因的探討

多角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)是吸熱，放熱

【講解與設(shè)問】各種物質(zhì)都具有化學(xué)能，當(dāng)物質(zhì)變化時(shí)能量也發(fā)生變化，還可以從什么角度判斷反應(yīng)吸熱還是放熱？

【總結(jié)及板書】判斷吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的方法

回答：除了從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去判斷；從微觀（化學(xué)鍵）角度去判斷：還可以從宏觀（能量守恒）角度去判斷；

學(xué)案

教材P32

第三，四段

從宏觀，微觀，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三個(gè)角度判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱

實(shí)例

【設(shè)問】氫氣在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？如何判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱？

學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；觀看圖像，描述。傾聽

給出H-H，Cl—Cl，H-Cl的鍵能，

展示能量-反應(yīng)過程示意圖。

讓學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)的能量變化，培養(yǎng)學(xué)生的定量思想用圖表的方式形象的解釋反應(yīng)放熱的原因

4

內(nèi)化提升應(yīng)用

歸納

【總結(jié)】

根據(jù)所學(xué)知識(shí)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行新的分類，常見的吸熱和放熱反應(yīng)有哪些

思考，交流

常見的放熱反應(yīng)

活潑金屬與水或酸的反應(yīng)； 酸堿中和反應(yīng)；燃燒反應(yīng)；化合反應(yīng)一般是放熱反應(yīng)

常見的吸熱反應(yīng)

Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl的反應(yīng)；分解反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)；C和CO2等反應(yīng)

學(xué)案

進(jìn)行知識(shí)的梳理，讓學(xué)生養(yǎng)成新舊知識(shí)的聯(lián)系

概念的辨析

【追問】反應(yīng)條件（加熱）與反應(yīng)吸熱和放熱的關(guān)系

組織學(xué)生討論：凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)

質(zhì)疑，討論

學(xué)生舉出具體的例子對(duì)概念的矯正

P32 學(xué)與問

觀念的矯正，避免學(xué)生形成錯(cuò)誤的觀念

知識(shí)的歸納，梳理

引導(dǎo)學(xué)生回憶本節(jié)課所講知識(shí)，要求學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納整理

歸納整理，記筆記

1、能量變化的主要原因：舊鍵的斷裂 （吸收能量）→新鍵的生成（釋放能量）

2、當(dāng)E總(反應(yīng)物) ＞ E總(生成物)

3、化學(xué)反應(yīng)遵守能量守恒定律?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化

對(duì)本節(jié)課的知識(shí)進(jìn)行提煉，幫助學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

知識(shí)的應(yīng)用

【總結(jié)】請(qǐng)用所學(xué)的知識(shí)解釋自熱飯盒對(duì)飯加熱的原因（從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，宏觀，微觀三個(gè)角度）

學(xué)生回答1 從它可以給食物加熱說明發(fā)生的放熱反應(yīng)2 通過事實(shí)，說明反應(yīng)物的能量高于生成物的能量3 通過事實(shí)，說明反應(yīng)物斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量

自熱飯盒的圖片

應(yīng)用化學(xué)知識(shí)能夠解釋生活中的問題，化學(xué)服務(wù)于生活，前后呼應(yīng)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生一種學(xué)習(xí)方法

六、 學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

1．解釋一個(gè)反應(yīng)是吸熱還是放熱可以從哪些方面出發(fā)？

2．鋁與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后，為什么要做對(duì)照實(shí)驗(yàn)？通過這一實(shí)驗(yàn)，在今后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中你能夠獲得哪些啟發(fā)？

3．通過溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后體系溫度的變化，在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用定量思想研究問題有何體會(huì)？

4. 反應(yīng)條件為加熱與反應(yīng)是放熱反應(yīng)有何區(qū)別和聯(lián)系?

5．你認(rèn)為用手持技術(shù)解決化學(xué)中的問題有什么有缺點(diǎn)？

七、教學(xué)反思

1．感性材料，理性分析

新課程的理念就是要將知識(shí)與生活聯(lián)系起來。自熱飯盒圖片的展示為同學(xué)提供了感性材料,接著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的理性思考。從生活中的事例去研究反應(yīng)放熱或吸熱的原因，學(xué)生能夠真心實(shí)意地參與課堂活動(dòng)，這使課堂教學(xué)的實(shí)效性得到了充分提高。

2．充分了解學(xué)生，精心設(shè)計(jì)“理解斷層”

根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和心理特征，教師應(yīng)該照顧不同水平學(xué)生的需要。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)既有基礎(chǔ)性目標(biāo)，又有開放性目標(biāo)。當(dāng)要求學(xué)生多角度地解釋放熱的原因時(shí)，他們求知的渴望便會(huì)產(chǎn)生和增長(zhǎng)，正如建構(gòu)主義學(xué)者認(rèn)為，認(rèn)知失調(diào)會(huì)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)去探究。

3．教材的整合和學(xué)科思想的滲透

化學(xué)鍵的拆開與形成和具體的能量數(shù)值聯(lián)系在一起，定量計(jì)算反應(yīng)是放出能量還是吸收能量，又要從物理學(xué)的相對(duì)能量高低與能量的轉(zhuǎn)化的視角去認(rèn)識(shí)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)，最后還要將兩套判斷標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)的結(jié)合在一塊，從微觀與宏觀兩個(gè)角度去認(rèn)識(shí)反應(yīng)的反應(yīng)熱，顯然難度較大，尤其是兩套判據(jù)的整合。我將課本上的內(nèi)容進(jìn)行整合，首先展示自熱飯盒的圖片，讓同學(xué)們對(duì)反應(yīng)的熱量變化有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，然后將課本上的實(shí)驗(yàn)，提前到課始，讓同學(xué)們直接感受反應(yīng)中的能量變化，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生探究、理解反應(yīng)吸、放熱原因的欲望與沖動(dòng)。接著提問：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？將化學(xué)鍵與能量變化巧妙地聯(lián)系起來，通過具體數(shù)據(jù)，定量地解釋了反應(yīng)中為什么有能量的變化。接著轉(zhuǎn)換角度，從物理學(xué)吸收能量、放出能量與體系自身能量的高低角度，展開了對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)物生成物自身能量高低的討論。在討論過程中運(yùn)用動(dòng)畫和圖片的手段，分解步驟，介紹清晰明了，幫助學(xué)生理解，幫助學(xué)生做出判斷，體現(xiàn)為學(xué)生著想的理念。

4．思考

要培養(yǎng)學(xué)生多角度思考問題的能力，這需要教師平時(shí)在設(shè)計(jì)的問題上具有開放性。而對(duì)于同一反應(yīng)，部分學(xué)生從能量的角度和化學(xué)鍵的角度容易得到相異的結(jié)論，這是一個(gè)值得思考的問題，如何去化解這個(gè)難點(diǎn)。

高一必修2《化學(xué)能與電能》教學(xué)設(shè)計(jì)

高一必修2《化學(xué)能與電能》教學(xué)設(shè)計(jì)

【課程目標(biāo)】

1、舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。

2、會(huì)應(yīng)用生活中的材料制作簡(jiǎn)易原電池。

【教材分析】

生活在現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)生對(duì)“電”有著豐富而強(qiáng)烈的感性認(rèn)識(shí)。當(dāng)學(xué)生了解了化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化的原因，并感受了探究化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化過程后，會(huì)對(duì)化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。從能量轉(zhuǎn)換角度看，本節(jié)課程內(nèi)容是對(duì)前一節(jié)課中“一種能量可以轉(zhuǎn)化為另一種能量，能量是守恒的；化學(xué)能是能量的一種形式，它同樣可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的補(bǔ)充和完善。從反應(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用。從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對(duì)“化學(xué)能——熱能——機(jī)械能——電能”思維方式的反思和突破。

【學(xué)情分析】

中學(xué)生對(duì)“電”的內(nèi)容的認(rèn)識(shí)不僅來源于生活經(jīng)驗(yàn)，而且來源于學(xué)科學(xué)習(xí)。在生活經(jīng)驗(yàn)方面，不僅接觸了火力發(fā)電(或水利發(fā)電)，而且接觸了干電池等化學(xué)電源；在學(xué)科學(xué)習(xí)方面，學(xué)生不僅接觸了摩擦起電，而且還從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)了電能，此外還學(xué)習(xí)了關(guān)于電的初步知識(shí)(如電源的正負(fù)極、電壓和電流等內(nèi)容)，因此對(duì)電并不陌生。此外，高中《化學(xué)1》已較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，也學(xué)習(xí)了鈉、鎂、鋁、鐵等有關(guān)的金屬知識(shí)，以及電解質(zhì)溶液的內(nèi)容。這些經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)為本課的教學(xué)提供了必要的基礎(chǔ)。為本節(jié)的學(xué)習(xí)做了知識(shí)、能力上的準(zhǔn)備。

同時(shí)原電池是高中化學(xué)學(xué)科體系的核心知識(shí)之一，它的教學(xué)是氧化還原反應(yīng)原理的延伸與應(yīng)用，也是后續(xù)電化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。原電池的教學(xué)是體現(xiàn)學(xué)科交叉，科學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生思維能力和探究能力的好素材。學(xué)生在第一節(jié)學(xué)習(xí)了化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，本節(jié)課則學(xué)習(xí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為另外一種能量即電能，由于電化學(xué)知識(shí)是學(xué)生首次接觸的新領(lǐng)域，存在著強(qiáng)烈的好奇心和陌生感，因此一個(gè)好的開端十分重要。

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識(shí)與技能

（1）理解原電池的概念、工作原理和構(gòu)成條件，同時(shí)掌握原電池正負(fù)極的判斷方法。

（2）通過學(xué)生設(shè)計(jì)完成原電池構(gòu)成條件的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法。

（3）能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其運(yùn)用。

2、過程與方法

（1）分析火力發(fā)電的原理及利弊，建立“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的新思路，通過對(duì)氧

化還原反應(yīng)的本質(zhì)的分析，提出實(shí)現(xiàn)新思路的各種推測(cè)和猜想等，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

（2）通過實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究，對(duì)比、歸納，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和分析、歸納的能力。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對(duì)現(xiàn)代化的重大意義，

發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘。

（2）通過原電池形成條件的探究，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的科學(xué)態(tài)度和方法，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)

研究中的重要作用。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)原電池的概念、工作原理及形成條件

教學(xué)難點(diǎn)通過對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的

本質(zhì)，以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。

【教學(xué)方法】

利用實(shí)驗(yàn)探究、問題討論、啟發(fā)、對(duì)比、歸納等教學(xué)方法，采用多媒體手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官一起參與學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

【教學(xué)過程】

教學(xué)環(huán)節(jié)

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)

設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入新課

PPT展示火力發(fā)電示意圖。

情境引發(fā)的系列問題：

【問題1】燃煤發(fā)電過程中伴隨著怎樣的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系？

【問題2】火力發(fā)電有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

在火力發(fā)電的過程中，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能源利用率低，造成能源的極度浪費(fèi)。那么，能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，提高能量的利用率？

提出問題：能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電

能？

分組討論，交流發(fā)言。

創(chuàng)設(shè)情景

引發(fā)思考

原電池概念引入

【過渡】

問題：在導(dǎo)線中產(chǎn)生電流的本質(zhì)是么？

問題：有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)是什么反應(yīng)？

只有氧化還原反應(yīng)才能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

【板書】原電池概念

分析討論得出：

電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，而氧化還原反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移。

可以利用氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化。

復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)的相關(guān)理論，初步讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到原電池是實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

原電池工作原理探究

【過渡】只有氧化還原反應(yīng)才能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，那么，氧化還原反應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并總結(jié)原電池的工作原理

【實(shí)驗(yàn)一】

問題：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？

問題：發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是什么？

問題：分析電子的轉(zhuǎn)移情況，誰失電子？誰得電子？

問題：根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成什么形式的能量？

問題：要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能而直接轉(zhuǎn)化為電能，所要解決的第一個(gè)問題是什么？

【實(shí)驗(yàn)二】探究原電池的工作原理：

問題：鋅片上有什么現(xiàn)象？

問題：銅片上有什么現(xiàn)象？

問題：使銅片表面產(chǎn)生氫氣的電子是誰提供的？

問題：怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子流過？

【實(shí)驗(yàn)三】將鋅片和銅片用導(dǎo)線相連并接上電流計(jì)，插入稀硫酸。

問題：電流計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)說明什么問題？

問題：電子如何流動(dòng)？

問題：導(dǎo)線中電子定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，溶液中的電流怎么產(chǎn)生的？

【板書】原電池的工作原理。

【動(dòng)畫展示】銅鋅原電池工作原理。

【小結(jié)】

1、將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)放在不同的區(qū)域進(jìn)行，同時(shí)架設(shè)橋梁，讓電子從氧化反應(yīng)區(qū)域轉(zhuǎn)移到還原反應(yīng)區(qū)域，形成原電池。

2、銅鋅原電池的工作原理本質(zhì)上是氧化還原反應(yīng)，得電子和失電子是同時(shí)進(jìn)行的，距離不但可以產(chǎn)生美，還可以產(chǎn)生電。

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告單的內(nèi)容

【實(shí)驗(yàn)一】

鋅片逐漸溶解，鋅片周圍有氣泡產(chǎn)生；

Zn+2H+==Zn2++H2↑

鋅失電子，H+得電子；

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。

必須使氧化反應(yīng)（失電子）和還原反應(yīng)（得電子）在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行。

【實(shí)驗(yàn)二】

鋅片：鋅片逐漸溶解

銅片：銅片上有氣泡產(chǎn)生

鋅提供給溶液中H+的電子

電流計(jì)

【實(shí)驗(yàn)三】

導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生；鋅片負(fù)極，銅片正極。

外電路電子流動(dòng)方向：

鋅→銅

內(nèi)電路：陽(yáng)離子→正極

陰離子→負(fù)極

鋅片（負(fù)極）：氧化反應(yīng)

Zn－2e－=Zn2+

銅片（正極）：還原反應(yīng)

2H+＋2e－=H2↑

學(xué)生觀看視頻

加深學(xué)生對(duì)原電池工作原理的理解

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出鋅與稀硫酸反應(yīng)，銅不與稀硫酸反應(yīng)，；認(rèn)清氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移方向，為下一步實(shí)驗(yàn)做鋪墊。

通過指針的偏轉(zhuǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)二，得出電子的流動(dòng)方向。同時(shí)讓學(xué)生意識(shí)到如何利用電流計(jì)判斷電極的正負(fù)。

原電池構(gòu)成條件探究

教師引導(dǎo)過渡，提出以下問題，引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)探究。

問題：如果兩極的材料相同和不同時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

問題：如果溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱不同時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

問題：如果兩個(gè)電極在同一容器和在不同容器中，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

【實(shí)驗(yàn)探究】學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，探究原電池的構(gòu)成條件，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告單的內(nèi)容。

教師引導(dǎo)，學(xué)生總結(jié)原電池的構(gòu)成條件？

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告單的內(nèi)容。

學(xué)生歸納構(gòu)成原電池的構(gòu)成條件：

必須有兩個(gè)活潑性不同的電極；

兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中；

必須形成閉合回路；

必須發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究原電池的構(gòu)成條件，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作、合作學(xué)習(xí)、歸納總結(jié)的能力。

原電池正負(fù)極的判斷

【師】根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，請(qǐng)同學(xué)們思考判斷原電池正負(fù)極的方法都有哪些？

學(xué)生嘗試著總結(jié)判斷原電池正負(fù)極的方法

學(xué)生思考總結(jié)，更深入的理解原電池

課堂小結(jié)

教師：請(qǐng)同學(xué)們思考本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？

學(xué)生思考，總結(jié)

本節(jié)課的重點(diǎn)。

評(píng)價(jià)反饋

課堂練習(xí)

思考并回答

及時(shí)鞏固

學(xué)以致用

根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容查閱相關(guān)資料，

自制水果電池。

學(xué)生課后完成

鍛煉動(dòng)手操作能力

【板書設(shè)計(jì)】

第二節(jié)化學(xué)能與電能

一、原電池概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

二、原電池的工作原理：

鋅片（負(fù)極）：Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)

銅片（正極）：2H+＋2e－=H2↑還原反應(yīng)

三、原電池的構(gòu)成條件

（1）必須有兩個(gè)活潑性不同的電極；

（2）兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中；

（3）必須形成閉合回路；

（4）必須發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

四、原電池正負(fù)極的判斷方法

化學(xué)能與電能

必修2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量
第二節(jié)化學(xué)能與電能
一．教材分析
原電池原理是中學(xué)化學(xué)重要基本理論之一，從能量轉(zhuǎn)換角度看，本節(jié)課程內(nèi)容是對(duì)前一節(jié)課中“一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量……能量也是守恒的；化學(xué)能是能量的一種形式，可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的豐富和完善。
從反應(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移的角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用；從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對(duì)火力發(fā)電的原理“化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能”思維方式的反思和突破。
二．教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)與技能目標(biāo)：
（1）知道原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，知道原電池的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。
（2）掌握原電池的組成條件，會(huì)判斷正負(fù)極，會(huì)判斷電流、電子、溶液中離子流動(dòng)的方向。會(huì)書寫銅鋅原電池的電極反應(yīng)式。
（3）能用日常生活中的材料制作簡(jiǎn)易水果電池。
（4）能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。初步認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)干電池、二次電池及常見的新型電池。
2．過程與方法目標(biāo)：
（1）通過分析火力發(fā)電的原理及利弊，建立“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的新思路，通過對(duì)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)的分析，提出實(shí)現(xiàn)新思路的各種推測(cè)和猜想等，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。
（2）通過實(shí)驗(yàn)2-4（改進(jìn)）的層層推進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象解決問題的能力，從而自己歸納、概括形成“原電池”的概念，并根據(jù)已有電學(xué)知識(shí)生成跟原電池相關(guān)的概念（正負(fù)極、離子移動(dòng)方向判斷等）。
（3）通過科學(xué)探究，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)2-4的已有知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并初步學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。
（4）通過思考與交流，讓學(xué)生學(xué)會(huì)聯(lián)系實(shí)驗(yàn)和已有知識(shí)，學(xué)會(huì)用比較歸納的方法認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)特征。
（5）利用氧化還原反應(yīng)的知識(shí)分析常見化學(xué)電源，學(xué)會(huì)用基本理論指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
（1）通過科學(xué)探究和實(shí)踐活動(dòng)——水果電池的制作，體驗(yàn)科學(xué)探索的樂趣。
（2）通過化學(xué)電源的發(fā)展和新型化學(xué)電源開發(fā)利用的介紹，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性，通過認(rèn)識(shí)化學(xué)電源可能會(huì)引起的環(huán)境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀。
三．教學(xué)重點(diǎn)：
初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、構(gòu)成及應(yīng)用。認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對(duì)現(xiàn)代化的重要意義。
四．教學(xué)難點(diǎn)：
通過對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的探究、引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
五．教學(xué)主線：（第一課時(shí)）

六．教學(xué)流程：
【引導(dǎo)】經(jīng)過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了化學(xué)反應(yīng)的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，同時(shí)了解了化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。而電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源，化學(xué)能在什么條件下能轉(zhuǎn)化為電能，又是如何轉(zhuǎn)化，這是我們今天要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
【過渡】通過圖2-7，我們可以了解到我國(guó)目前發(fā)電總量構(gòu)成中，火電仍居榜首。結(jié)合圖2-8燃煤發(fā)電過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？
【學(xué)生回答】化學(xué)能熱能機(jī)械能電能
【提問】上述能量轉(zhuǎn)化過程有何弊端？
【小結(jié)】環(huán)境污染，轉(zhuǎn)化步驟多、損失大。
【提問】要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，必須要選擇合適類型的化學(xué)反應(yīng)。電流是電子的定向移動(dòng)引起的，在前面學(xué)過的哪種反應(yīng)類型有電子的轉(zhuǎn)移？
【學(xué)生回答】氧化還原反應(yīng)。
【過渡】要想使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，就要設(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。
【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)2-4改進(jìn)）
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象教師引導(dǎo)
①將銅片插入稀硫酸中，觀察銅片表面有何變化。Cu和稀硫酸能反應(yīng)嗎？
②將鋅片與銅片并排插入稀硫酸中，觀察銅片、鋅片表面有何變化。寫出相應(yīng)離子方程式
③將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接起來，再次觀察銅片、鋅片表面有何變化。以下問題依次展開：
①銅片表面的氣泡可能是什么？
②該氣體是如何產(chǎn)生的？
③電子從何而來，如何流動(dòng)？
④該過程有電流產(chǎn)生嗎？如何證明？
④在銅片和鋅片之間連接電流表（或小燈泡）以下問題依次展開：
①這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了哪些能量之間的轉(zhuǎn)化？（引出原電池的概念）
②如何判斷該原電池的正負(fù)極？
③如何用式子表示正負(fù)極表面的變化過程？
④在內(nèi)電路中，溶液離子的流動(dòng)方向如何？
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)可以改成“小試管+鋅粒+銅棒+稀硫酸”原電池，現(xiàn)象更明顯，而且能明顯觀察到銅片表面產(chǎn)生氣泡速率的變快。
【過渡】原電池的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能和電能的直接轉(zhuǎn)化，怎么判斷一個(gè)類似的裝置能否組成原電池？（能否有電流產(chǎn)生或使用電器能夠運(yùn)行）
【學(xué)生活動(dòng)】P41“科學(xué)探究”，學(xué)生自行從給定的用品中選擇組成原電池，畫出電池裝置示意圖。根據(jù)小組畫出的示意圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，討論哪些裝置可以形成原電池。（使學(xué)生學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件的方法，探究原電池的組成條件）
實(shí)驗(yàn)用品：鋅片、銅片、鐵片、石墨電極各兩套，導(dǎo)線、金屬夾、靈敏電流表、果汁、酒精、250mL燒杯。
【講解】根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果Cu-Zn、Cu-Fe、Cu-C、Cu-Cu、Zn-Fe、Zn-C、Zn-Zn、Fe-C、Fe-Fe、C-C等可能組合進(jìn)行分析，得出可形成原電池的裝置。
【思考與交流】通過以上實(shí)驗(yàn)，原電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成，各起什么作用？構(gòu)成一個(gè)原電池需要哪些條件？
【小結(jié)】原電池應(yīng)由有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極；電解質(zhì)溶液作反應(yīng)介質(zhì)，提供離子移動(dòng)；導(dǎo)線，使兩極相連形成閉合電路。
【課外作業(yè)】
1．制作水果電池，并畫出水果電池的構(gòu)造示意圖，下節(jié)課作交流展示。
2．從課本、商場(chǎng)、網(wǎng)上等了解化學(xué)電源的發(fā)展，了解干電池、充電電池、燃料電池的組成、工作原理，使用中應(yīng)注意的問題。下載相關(guān)圖片、錄像、制作簡(jiǎn)單的演示文稿。以備下節(jié)課交流。

第二課時(shí)：
教學(xué)流程：
【引導(dǎo)】將上節(jié)課介紹的原電池真正應(yīng)用到生活中是很不方便的，但是真正要改造成化學(xué)電源給予應(yīng)用也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間。今天我們一起來了解一下幾種有代表性的化學(xué)電源。
【展示】一粒鋅錳電池
【投影】圖2-11（省去電子轉(zhuǎn)移方向）
【提問】①圖片中幾種物質(zhì)的作用；②電子移動(dòng)方向；③負(fù)極電極方程式
【學(xué)生回答】
【思考與交流】P42“思考與交流”，分析鋅錳電池為何失效，如何改進(jìn)？
【過渡】鋅錳電池、堿性鋅錳電池的最大弊端是什么？（一次電池，電池垃圾，引出二次電池）
【投影】圖2-12（略去正負(fù)極的標(biāo)注）
【提問】①圖片中幾種物質(zhì)的作用；②電子移動(dòng)方向
【學(xué)生回答】
【過渡】現(xiàn)代社會(huì)對(duì)耗電量高的便攜式電器需求量越來越大，因此對(duì)封閉式體積小的充電電池更加青睞。
【投影】展示一系列新型充電電池，包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池
【講解】每種電池優(yōu)勢(shì)
【過渡】燃料燃燒的本質(zhì)也是氧化還原反應(yīng)，但是直接燃燒轉(zhuǎn)化成的熱能再轉(zhuǎn)化成電能時(shí)轉(zhuǎn)化率不高，燃料電池的面世正是解決了這個(gè)問題。
【投影】圖2-15（略去電子移動(dòng)方向、正負(fù)極標(biāo)注和H+移動(dòng)方向）
【提問】①判斷正負(fù)極；②電子移動(dòng)方向；③負(fù)極電極方程式；④H+移動(dòng)方向；⑤該電池總反應(yīng)；⑥與干電池或蓄電池的不同之處
【小結(jié)】化學(xué)電源的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)。

第二課時(shí)：發(fā)展中的化學(xué)電源
【教師】請(qǐng)同學(xué)們展示你們制作的水果電池，并分組討論，推出最優(yōu)秀的作品。
【學(xué)生】交流與展示自己作品，并講解制作過程。
【教師】原電池轉(zhuǎn)化成技術(shù)產(chǎn)品就是化學(xué)電源，最早使用的化學(xué)電池是干電池。下面請(qǐng)我們的同學(xué)展示有關(guān)三種化學(xué)電源工作原理的演示文稿。并講解。
【學(xué)生】交流與展示。（①干電池：鋅錳電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。②充電電池：鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。③燃料電池：氫氧燃料電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。）
【教師】組織學(xué)生討論：
1．為什么要回收廢電池？廢電池如何處理？
2．為什么說燃料電池是綠色能源？

高二化學(xué)教案：《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)案》教學(xué)設(shè)計(jì)

每個(gè)老師不可缺少的課件是教案課件，規(guī)劃教案課件的時(shí)刻悄悄來臨了。需要我們認(rèn)真規(guī)劃教案課件工作計(jì)劃，這樣我們接下來的工作才會(huì)更加好！你們會(huì)寫適合教案課件的范文嗎？請(qǐng)您閱讀小編輯為您編輯整理的《高二化學(xué)教案：《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)案》教學(xué)設(shè)計(jì)》，歡迎大家閱讀，希望對(duì)大家有所幫助。

本文題目：高二化學(xué)教案：化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)案

第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

第1課時(shí)　原電池的工作原理

[目標(biāo)要求]　1.理解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2.了解半反應(yīng)、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念。3.會(huì)判斷原電池的正、負(fù)極，能夠利用氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。

一、原電池

1.原電池定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

2.實(shí)質(zhì)：將氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。

3.簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成條件：

①活潑性不同的兩個(gè)電極，②電解質(zhì)溶液，③形成閉合回路，④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

二、原電池的工作原理

工作原理：利用氧化還原反應(yīng)在不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，以適當(dāng)方式連接起來，獲得電流。

以銅鋅原電池為例：

1.在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸溶解，即Zn被氧化，鋅原子失電子，形成Zn2+進(jìn)入溶液，從鋅片上釋放的電子，經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片;

CuSO4溶液中，Cu2+從銅片上得電子，還原成為金屬銅并沉積在銅片上。

鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+;

銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu。

總反應(yīng)式為Zn+Cu2+===Zn2++Cu，反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的。

2.閉合回路的構(gòu)成：

外電路：電子從負(fù)極到正極，電流從正極到負(fù)極，

內(nèi)電路：溶液中的陰離子移向ZnSO4溶液，陽(yáng)離子移向CuSO4溶液。

3.鹽橋

鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液。當(dāng)其存在時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，Zn棒中的Zn原子失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+過多，帶正電荷。Cu2+獲得電子沉積為Cu，溶液中Cu2+過少，SO2-4過多，溶液帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液不能保持電中性時(shí)，將阻止放電作用的繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋的存在就避免了這種情況的發(fā)生，其中Cl-向ZnSO4溶液遷移，K+向CuSO4溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。

知識(shí)點(diǎn)一　原電池

1.下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是()

答案　B

解析　A、D項(xiàng)中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池;B項(xiàng)符合原電池的構(gòu)成條件，兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是Zn-2e-===Zn2+，2H++2e-===H2↑;C項(xiàng)中酒精不是電解質(zhì)，故不能構(gòu)成原電池。

2.在圖中的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是()

A.①②③⑤⑧ B.③④⑥⑦ C.④⑤⑥⑦ D.③⑤⑦

答案　D

知識(shí)點(diǎn)二　原電池的原理

3.用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()

①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極

②正極反應(yīng)為Ag++e-===Ag

③實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍能繼續(xù)工作

④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同

A.①② B.②③ C.②④ D.③④

答案　C

解析　該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+，正極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag，因此②對(duì);在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以①錯(cuò);沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以③錯(cuò);無論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，所以④對(duì)。

4.下圖是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡片上記錄如下：在卡片上，描述合理的是()

NO.28Date：2009.11.8

實(shí)驗(yàn)后的記錄：

①Zn為正極，Cu為負(fù)極。

②H+向負(fù)極移動(dòng)。

③電子流動(dòng)方向Zn―→Cu。

Cu極上有H2產(chǎn)生。

⑤若有1 mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生H2為0.5 mol。

⑥正極的電子反應(yīng)式為：Zn―→Zn++2e-。

A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④

答案　B

解析　本題考查了鋅、銅和稀H2SO4構(gòu)成的原電池的基本工作原理。Zn比Cu活潑，Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e-===Zn2+，Cu為正極，電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，產(chǎn)生H2 0.5 mol，電子由Zn流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，溶液中H+向正極移動(dòng)，SO2-4向負(fù)極移動(dòng)，故選B。

5.把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。A、B相連時(shí)，A為負(fù)極;C、D相連時(shí)，D上有氣泡逸出;A、C相連時(shí)，A極減輕;B、D相連時(shí)，B為正極。則四種金屬的活動(dòng)性順序由大到小排列為()

A.A>B>C>D B.A>C>B>D C.A>C>D>B D.B>D>C>A

答案　C

解析　金屬組成原電池，相對(duì)活潑的金屬失去電子作負(fù)極，相對(duì)不活潑的金屬作正極。負(fù)極被氧化，質(zhì)量減輕，正極發(fā)生還原反應(yīng)，有物質(zhì)析出，由題意得活動(dòng)性A>B、A>C、C>D、D>B，故正確答案為C。

知識(shí)點(diǎn)三　原電池的應(yīng)用

6.已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列問題：

(1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請(qǐng)說明原因

________________________________________________________________________。

(2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池?________。若能，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極：___________，正極：_____________。(若不能，后兩空不填)

(3)設(shè)計(jì)一種以鐵和稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池，要求畫出裝置圖(需標(biāo)明電極材料及電池的正、負(fù)極)。

答案　(1)二者連接在一起時(shí)，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕

(2)能　Cu-2e-===Cu2+　2Fe3++2e-===2Fe2+

(3)

解析　(1)當(dāng)Cu、Al導(dǎo)線連接時(shí)，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。

(2)因?yàn)镕eCl3能與Cu發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2，因此根據(jù)給出的條件可以設(shè)計(jì)成原電池，其負(fù)極為Cu，反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+，正極為石墨，電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-===2Fe2+。

(3)因?yàn)榭偡磻?yīng)式為Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，所以負(fù)極為Fe，正極可為Cu、Ag或石墨，電解質(zhì)為稀硫酸，即可畫出裝置圖。

7.利用反應(yīng)Fe3++Zn===Fe2++Zn2+設(shè)計(jì)一個(gè)帶鹽橋的原電池，并在下面方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并指出正極為________，電極反應(yīng)式為_______________________________。

負(fù)極為________，電極反應(yīng)式為____________________________________________。

此裝置中鹽橋的作用為___________________________________________________。

答案　Pt　2Fe3++2e-===2Fe2+

Zn　Zn-2e-===Zn2+

使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路;使兩溶液保持電中性

解析　根據(jù)反應(yīng)Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+知該反應(yīng)中的氧化反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+，故應(yīng)采用Zn片作負(fù)極，還原反應(yīng)為2Fe3++2e-===2Fe2+，故應(yīng)選擇比Zn不活潑的金屬或非金屬石墨等作正極，根據(jù)應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液作電解液，故負(fù)極區(qū)應(yīng)選含Zn2+的鹽溶液如ZnSO4溶液，正極區(qū)選含F(xiàn)e3+的溶液作電解液如FeCl3、Fe2(SO4)3溶液等。

練基礎(chǔ)落實(shí)

1.在理論上不能用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是()

A.H2SO4(aq)+BaCl2(aq)===2HCl(aq)+BaSO4(s)　ΔH

B.2CH3OH(l)+3O2(g)―→2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH

C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH

D.3Cu(s)+8HNO3(aq)===3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l)　ΔH

答案　A

2.有關(guān)原電池的下列說法中正確的是()

A.在外電路中電子由正極流向負(fù)極

B.在原電池中，只有金屬鋅作為負(fù)極

C.原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極方向移動(dòng)

D.原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向負(fù)極方向移動(dòng)

答案　C

解析　在原電池中，電子從負(fù)極流向正極;原電池中活潑的金屬作負(fù)極，而不一定是Zn;隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陽(yáng)離子在正極被還原，所以電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，而陰離子向負(fù)極移動(dòng)。答案為C。

3.鋅銀電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的電池反應(yīng)是Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2，則負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()

A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O 　D.Zn

答案　D

解析　判斷原電池的正、負(fù)極，要根據(jù)總反應(yīng)式確定失電子物質(zhì)和得電子物質(zhì)，然后根據(jù)在原電池中失去電子的物質(zhì)作負(fù)極作出判斷。由題給總方程式得Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2，故Zn為負(fù)極。

4.根據(jù)反應(yīng)：2Ag++Cu===Cu2++2Ag，設(shè)計(jì)如圖所示原電池，下列說法錯(cuò)誤的是()

A.X可以是銀或石墨

B.Y是硫酸銅溶液

C.電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極

D.X極上的電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag

答案　B

解析　根據(jù)題意，銅應(yīng)為負(fù)極，X為正極，則X應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，A項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液應(yīng)含Ag+，B項(xiàng)錯(cuò);在原電池中，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，Ag+在正極X上得電子，Ag++e-===Ag，故C、D項(xiàng)正確。

5.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()

A.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上的Fe3+被還原

C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極

答案　D

解析　由反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2可知，反應(yīng)開始時(shí)，甲中Fe3+發(fā)生還原反應(yīng)，乙中I-發(fā)生氧化反應(yīng);當(dāng)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中溶入FeCl2固體，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙中I2發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極;故選D。

6.科學(xué)家正在研究高鐵可充電電池，據(jù)研究人員推測(cè)，這種電池具有容量大、放電電流大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，將有廣泛的應(yīng)用前景。高鐵電池放電時(shí)，鋅、K2FeO4分別在兩極上發(fā)生反應(yīng)，以KOH溶液為電解液，電池總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+4KOH，下列說法中錯(cuò)誤的是()

A.電池工作時(shí)，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為 2FeO2-4+8H2O+6e-===2Fe(OH)3↓+10OH-

C.電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過1.204×1023個(gè)電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g

答案　C

練方法技巧

7.以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2 mol電子時(shí)，下列說法正確的是()

A.鋅片溶解了1 mol，銅片上析出1 mol H2

B.兩極上溶解和析出的物質(zhì)質(zhì)量相等

C.鋅片溶解31 g，銅片上析出1 g H2

D.鋅片溶解了1 mol，硫酸消耗0.5 mol

答案　A

解析　在涉及原電池的有關(guān)計(jì)算中，關(guān)鍵是要把握住一點(diǎn)，即兩極得、失電子數(shù)相等。利用這一特點(diǎn)，我們從電極反應(yīng)看：負(fù)極：Zn-2e-===Zn2+;正極：2H++2e-===H2↑。當(dāng)溶解1 mol鋅時(shí)失去2 mol電子，銅片上析出1 mol氫氣也得到 2 mol電子，得失電子守恒，這樣即可推出A正確。

8.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是()

A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡

B.用鋅片作負(fù)極，銅片作正極，在CuSO4溶液中，銅片質(zhì)量增加

C.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵

D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快

答案　C

解析　銅片和鐵片緊靠并浸入稀H2SO4中，銅片上的H+獲得由鐵片傳遞過來的電子2H++2e-===H2↑，所以可觀察到銅片表面出現(xiàn)氣泡;鋅片作負(fù)極，銅片作正極，發(fā)生反應(yīng)：Zn+Cu2+===Zn2++Cu，生成的Cu在銅片上析出使其質(zhì)量增加;銅片插入FeCl3溶液，發(fā)生的反應(yīng)是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+，并沒有單質(zhì)鐵的析出;向盛有鋅粒和鹽酸的試管中，滴入幾滴CuCl2溶液，發(fā)生反應(yīng)：Zn+Cu2+===Zn2++Cu，置換出的Cu與剩余的Zn接觸，置于鹽酸中，構(gòu)成了原電池，加速2H++2e-===H2↑的反應(yīng)，可觀察到氣泡放出速率加快。

9.銀器皿日久表面會(huì)逐漸變成黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計(jì)用原電池進(jìn)行“拋光”，其處理方法是：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(shí)間后，黑色會(huì)褪去而銀恢復(fù)光澤，且不會(huì)損失，試回答：

(1)食鹽的作用是

________________________________________________________________________。

(2)在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為

________________________________________________________________________，

正極發(fā)生的電極反應(yīng)為

________________________________________________________________________。

(3)反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為

________________________________________________________________________，

原電池總反應(yīng)方程式為

________________________________________________________________________。

(4)實(shí)際操作中，配制食鹽水時(shí)，通常還加入一定量的小蘇打，其主要作用是

________________________________________________________________________，

這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是

________________________________________________________________________。

答案　(1)作電解質(zhì)起導(dǎo)電作用

(2)2Al-6e-===2Al3+

3Ag2S+6e-===6Ag+3S2-

(3)2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑

2Al+3Ag2S+6H2O===2Al(OH)3+3H2S↑+6Ag

(4)除去生成的H2S，防止污染空氣

H2S+NaHCO3===NaHS+H2O+CO2↑

解析　(1)形成原電池需要電解質(zhì)導(dǎo)電，因此NaCl是作電解質(zhì)起導(dǎo)電作用。

(2)根據(jù)題給信息“黑色褪去而銀不會(huì)損失”，必然發(fā)生Ag2S―→Ag變化。

鋁比銀活潑，為負(fù)極，失電子變成Al3+，反應(yīng)為：Al-3e-===Al3+。Ag2S變?yōu)锳g和S2-，得電子，是原電池的正極，反應(yīng)為：Ag2S+2e-===2Ag+S2-。

(3)溶液中

2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑

因此，總反應(yīng)為：

2Al+3Ag2S+6H2O===6Ag+2Al(OH)3+3H2S↑

(4)硫化氫有毒，需除去，因此，NaHCO3的作用是除去生成的H2S，防止污染空氣，反應(yīng)為：H2S+NaHCO3===NaHS+H2O+CO2↑。

練綜合拓展

10.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)電極X的材料是________;電解質(zhì)溶液Y是________;

(2)銀電極為電池的__________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________;

X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________;

(3)外電路中的電子是從__________電極流向__________電極。

答案　(1)銅　AgNO3溶液

(2)正　Ag++e-===Ag　Cu-2e-===Cu2+

(3)Cu　Ag

解析　根據(jù)所給氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式，結(jié)合原電池反應(yīng)原理以及所給原電池裝置，Cu應(yīng)作負(fù)極，AgNO3溶液為電解質(zhì)溶液，從而推知：

(1)X的材料為銅，Y是AgNO3溶液。

(2)銀為原電池的正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag。X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+。

(3)外電路中的電子從銅(負(fù))電極流向銀(正)電極。

11.某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6 mol?L-1的稀H2SO4中，乙同學(xué)將電極放入6 mol?L-1的NaOH溶液中，如圖所示。

(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：

負(fù)極_________________________________________________________________，

正極__________________________________________________________________。

(2)寫出乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：

負(fù)極___________________________________________________________________，

正極___________________________________________________________________。

總反應(yīng)離子方程式為____________________________________________________。

(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出________活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出________活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號(hào))。

(4)由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些結(jié)論?________。

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)

B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)

C.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值

D.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析

(5)上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“利用金屬活動(dòng)性順序表直接判斷原電池中正、負(fù)極”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正、負(fù)極可行的實(shí)驗(yàn)方案______________________________________________________________。

答案　(1)Mg-2e-===Mg2+　2H++2e-===H2↑

(2)2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O

6H2O+6e-===6OH-+3H2↑

2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑

(3)Mg　Al　(4)AD

(5)不可靠　將兩種金屬電極連上電流表而構(gòu)成原電池，利用電流表檢測(cè)電流的方向，從而判斷電子的流動(dòng)方向，再來確定原電池的正、負(fù)極

解析　(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑，Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg-2e-===Mg2+，Al作正極，電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑。

(2)乙池中電池總反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，負(fù)極上為Al被氧化生成Al3+后與OH-反應(yīng)生成AlO-2，電極反應(yīng)式為2Al-6e-+8OH-===2AlO-2+4H2O;正極產(chǎn)物為H2，電極反應(yīng)式為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑。

(3)甲池中Mg為負(fù)極，Al為正極;乙池中Al為負(fù)極，Mg為正極，若根據(jù)負(fù)極材料金屬比正極活潑，則甲判斷Mg活動(dòng)性強(qiáng)，乙判斷Al活動(dòng)性強(qiáng)。

(4)選AD。Mg的金屬活動(dòng)性一定比Al強(qiáng)，金屬活動(dòng)性順序表是正確的，應(yīng)用廣泛。

(5)判斷正、負(fù)極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進(jìn)行判斷，直接利用金屬活動(dòng)性順序表判斷原電池的正、負(fù)極是不可靠的。

第2課時(shí)　化學(xué)電源

[目標(biāo)要求]　1.了解依據(jù)原電池原理開發(fā)的技術(shù)產(chǎn)品——化學(xué)電池。2.了解一次電池、二次電池、燃料電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。3.正確書寫原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。

一、化學(xué)電池

1.電池的分類

化學(xué)電池?化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?一次電池：如普通鋅錳干電池、　堿性鋅錳電池、銀鋅鈕扣電池二次電池：如鉛蓄電池等燃料電池：如氫氧燃料電池

2.一次電池與二次電池的不同點(diǎn)

(1)一次電池的活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度就不能使用了，如普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池。

(2)二次電池又稱充電電池或蓄電池。放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類電池可以多次重復(fù)使用，如鉛蓄電池等。

二、一次電池

1.鋅銀電池

鋅銀電池負(fù)極是Zn，正極是Ag2O，電解質(zhì)是KOH溶液，其電極反應(yīng)如下：

負(fù)極：Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;

正極：Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-;

電池總反應(yīng)式：Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。

2.堿性鋅錳電池

堿性鋅錳電池的負(fù)極是Zn，正極是MnO2，電解質(zhì)是KOH溶液，其電極反應(yīng)為：

負(fù)極：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;

正極：2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-;

電池總反應(yīng)式：Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。

三、燃料電池

1.概念

燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。燃料電池的氧化劑和還原劑不是全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池，因此，燃料電池能連續(xù)不斷地提供電能。

2.氫氧燃料電池

(1)結(jié)構(gòu)(如圖所示)

氫氧燃料電池示意圖

(2)工作原理

電解質(zhì)溶液為KOH溶液時(shí)：

負(fù)極?石墨?：2H2+4OH--4e-===4H2O正極?石墨?：O2+2H2O+4e-===4OH-

電池總反應(yīng)式：2H2+O2===2H2O

四、鉛蓄電池

鉛蓄電池是最常見的二次電池，鉛蓄電池由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上覆蓋有Pb，電解質(zhì)是H2SO4溶液，如圖所示。

鉛蓄電池的構(gòu)造

工作原理：負(fù)極：Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s)(氧化反應(yīng));正極：PbO2(s)+SO2-4(aq)+4H+(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l)(還原反應(yīng));總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)。鉛蓄電池充電的反應(yīng)是上述反應(yīng)的逆過程：陰極：PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO2-4(aq)(還原反應(yīng));陽(yáng)極：PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)(氧化反應(yīng));總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)。

可以把上述反應(yīng)寫成一個(gè)可逆反應(yīng)方程式：

Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。

知識(shí)點(diǎn)一　化學(xué)電池

1.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn+MnO2+H2O===ZnO+Mn(OH)2

下列說法中，錯(cuò)誤的是()

A.電池工作時(shí)，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為

MnO2+2H2O+2e-===Mn(OH)2+2OH-

C.電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g

答案　C

解析　本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅錳電池：鋅為負(fù)極，在反應(yīng)中失去電子，故A正確;電池工作時(shí)，電流由正極通過外電路流向負(fù)極，而電子定向移動(dòng)方向與電流方向相反，故C錯(cuò)誤;由電子守恒知D項(xiàng)正確;由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池的原理寫出正極反應(yīng)式知B正確。

2.最近，科學(xué)家研制出一種紙質(zhì)電池，這種“軟電池”采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體，在一邊附著鋅，在另一邊附著二氧化錳。電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列說法不正確的是()

A.該電池Zn為負(fù)極，MnO2為正極

B.該電池的正極反應(yīng)為

MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-

C.導(dǎo)電時(shí)外電路電子由Zn流向MnO2，內(nèi)電路電子由MnO2流向Zn

D.電池工作時(shí)水分子和OH-都能通過薄層紙片

答案　C

解析　原電池反應(yīng)中Zn失電子、MnO2得電子，因此該電池負(fù)極為Zn，正極為MnO2。由電池總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O即得正極反應(yīng)式：MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-。電子只能由Zn經(jīng)外電路流向MnO2，而不能通過內(nèi)電路。

知識(shí)點(diǎn)二　二次電池

3.生產(chǎn)鉛蓄電池時(shí)，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSO4，干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是 2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 下列對(duì)鉛蓄電池的說法錯(cuò)誤的是()

A.需要定期補(bǔ)充硫酸

B.工作時(shí)鉛是負(fù)極，PbO2是正極

C.工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb-2e-+SO2-4===PbSO4

D.工作時(shí)電解質(zhì)的密度減小

答案　A

解析　鉛蓄電池放電時(shí)相當(dāng)于原電池，Pb是負(fù)極，PbO2是正極，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Pb失去電子生成Pb2+，Pb2+與溶液中的SO2-4生成PbSO4沉淀，放電時(shí)消耗的硫酸與充電時(shí)生成的硫酸相等，在電池制備時(shí)，PbSO4的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明H2SO4不用補(bǔ)充;放電時(shí)，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。

4.某新型可充電電池，能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)式為3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，以下說法不正確的是()

A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2

B.放電時(shí)正極反應(yīng)式為FeO2-4+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-

C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化

D.充電時(shí)陽(yáng)極附近的溶液的堿性減弱

答案　C

解析　選項(xiàng)A，放電時(shí)，在堿性條件下，Zn失去電子為電池的負(fù)極：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;選項(xiàng)B，根據(jù)放電時(shí)總電池反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式(電子數(shù)需相等)可得放電時(shí)正極反應(yīng)式為FeO2-4+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-;選項(xiàng)C，放電時(shí)，K2FeO4被還原;選項(xiàng)D，充電是放電的逆向反應(yīng)，所以充電時(shí)，陽(yáng)極消耗OH-，導(dǎo)致陽(yáng)極附近的溶液的堿性減弱。

知識(shí)點(diǎn)三　燃料電池

5.固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。

下列判斷正確的是()

A.有O2參加反應(yīng)的a極為電池的負(fù)極

B.b極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-===H2O

C.a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-

D.該電池的總反應(yīng)式為2H2+O2=====高溫2H2O

答案　D

解析　因?yàn)殡娮訌腷電極流向a電極，所以b電極為負(fù)極，H2在該極發(fā)生氧化反應(yīng);a電極為正極，O2在該極發(fā)生還原反應(yīng)。由此推斷該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-===2H+，正極電極反應(yīng)式為12O2+2e-===O2-，則電池總反應(yīng)式為2H2+O2=====高溫2H2O。

6.一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，則有關(guān)此電池推斷正確的是()

A.通入乙烷的電極為正極

B.參加反應(yīng)的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比為7∶2

C.放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度減少

D.負(fù)極反應(yīng)式為C2H6+6H2O-14e-===2CO2-3+18H+

答案　C

解析　乙烷燃燒的化學(xué)方程式為2C2H6+7O2―→4CO2+6H2O，在該反應(yīng)中氧氣得電子，乙烷失電子，因此通入氧氣的電極為正極，而通入乙烷的電極為負(fù)極，故A答案錯(cuò)誤;反應(yīng)中參加反應(yīng)的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2∶7，故B答案錯(cuò)誤;考慮到該電池是以KOH為電解質(zhì)溶液的，生成的CO2會(huì)和KOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化成K2CO3，反應(yīng)中消耗KOH，KOH的物質(zhì)的量濃度減少，故C答案正確;由于該電池是以KOH溶液為電解液的，D答案中負(fù)極生成的H+顯然在溶液中是不能存在的，故D答案錯(cuò)誤?？紤]到電解質(zhì)溶液的影響，此時(shí)該電池的總反應(yīng)式應(yīng)為2C2H6+8KOH+7O2―→4K2CO3+10H2O，正極反應(yīng)式為14H2O+7O2+28e-===28OH-(正極氧氣得電子，理論上形成O2-，但該粒子在水中不穩(wěn)定，必須以O(shè)H-形式存在)，負(fù)極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到：2C2H6+36OH--28e-===4CO2-3+24H2O。

練基礎(chǔ)落實(shí)

1.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()

A.鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)

B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

C.氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化

D.太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅

答案　C

解析　因?yàn)殇\錳干電池中鋅棒為負(fù)極，鋅棒變細(xì)，碳棒不變，故A錯(cuò);原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽訠錯(cuò);氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)為H2-2e-===2H+，所以C正確;太陽(yáng)能電池采用硅材料制作，故D錯(cuò)。

2.下列有關(guān)電池的說法不正確的是()

A.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池

B.銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極

C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

D.鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極

答案　B

解析　鋰離子電池可以充電后再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確;銅鋅原電池中銅為正極，故外電路中電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項(xiàng)錯(cuò)誤;電池的實(shí)質(zhì)是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確;Zn失去電子生成Zn2+，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確。

3.氫氧燃料電池用于航天飛機(jī)，電極反應(yīng)產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后可作為航天員的飲用水，其電極反應(yīng)式如下：

負(fù)極：2H2+4OH--4e-===4H2O

正極：O2+2H2O+4e-===4OH-

當(dāng)?shù)玫?.8 L飲用水時(shí)，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為()

A.1.8 mol B.3.6 mol C.100 mol D.200 mol

答案　D

解析　n(H2O)=1.8×103 g18 g?mol-1=100 mol

即每生成1 mol H2O則轉(zhuǎn)移2 mol e-，當(dāng)生成100 mol H2O時(shí)，轉(zhuǎn)移200 mol e-。

4.蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：

Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2

下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，NiO2是正極

B.蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中

C.放電時(shí)，負(fù)極上的電極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2

D.放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極方向移動(dòng)

答案　B

5.如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列說法正確的是()

A.左電極為電池的正極，a處通入的物質(zhì)是甲醇

B.右電極為電池的負(fù)極，b處通入的物質(zhì)是空氣

C.負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+

D.正極反應(yīng)式O2+2H2O+4e-===4OH-

答案　C

解析　據(jù)圖知，在左電極有電子流出，應(yīng)為電池的負(fù)極，被氧化的物質(zhì)是甲醇，在酸性電解液中產(chǎn)生CO2，故A錯(cuò)誤，C正確;右電極有電子流入，應(yīng)為電池的正極，B錯(cuò)誤;由于氫離子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，所以正極反應(yīng)式得到OH-是錯(cuò)誤的。

6.LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為FePO4+Li LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是()

A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性

B.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動(dòng)

C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加

D.放電時(shí)電池正極反應(yīng)為：FePO4+Li++e-===LiFePO4

答案　D

解析　由于Li能和稀H2SO4、H2O反應(yīng)，因此電解質(zhì)不能用硫酸;放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向著正極移動(dòng);充電過程是電解的過程，電解池的陽(yáng)極失電子，即LiFePO4-e-===Li++FePO4，因此陽(yáng)極材料(LiFePO4)質(zhì)量會(huì)減少;將電解池陽(yáng)極反應(yīng)倒過來就是原電池的正極反應(yīng)。綜合上述分析可知D正確。

練方法技巧

7.在下圖裝置中，通電后可觀察到Cu極溶解，則下列說法中不正確的是 ( )?

A.直流電源中，A是正極?

B.兩池內(nèi)CuSO4溶液濃度均不改變?

C.兩鐵極上最初析出物相同?

D.P池內(nèi)溶液的質(zhì)量逐漸減小

答案 B

解析 由于Li能和稀H2SO4、H2O反應(yīng)，因此電解質(zhì)不能用硫酸;放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向著正極移動(dòng);充電過程是電解的過程，電解池的陽(yáng)極失電子，即LiFePO4-e-=== Li++FePO4，因此陽(yáng)極材料(LiFePO4)質(zhì)量會(huì)減少;將電解池陽(yáng)極反應(yīng)倒過來就是原電池的正極反應(yīng)。綜合上述分析可知D正確。

8.乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200℃左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)式為C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O，電池示意圖，下列說法中正確的是()

A.電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移

B.電池工作時(shí)，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極

C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 C2H5OH+3H2O+12e-===2CO2+12H+

D.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 2H2O+O2+4e-===4OH-

答案　B

解析　通入乙醇的一極(a極)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng);通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。電池工作時(shí)，陽(yáng)離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，A項(xiàng)不正確;電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極，B項(xiàng)正確;a極上乙醇應(yīng)該失電子被氧化，所以C項(xiàng)不正確;因?yàn)殡姵刂惺褂玫氖腔撬犷愘|(zhì)子溶劑，所以電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-，D項(xiàng)不正確。

練綜合拓展

9.科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國(guó)已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解質(zhì)中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：

(1)這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)：

________________________________________________________________________，

負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：

________________________________________________________________________。

(3)電解液中H+向________極移動(dòng)，向外電路釋放電子的電極是________。

(4)使用該燃料電池的另一個(gè)好處是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O

(2)3O2+12H++12e-===6H2O

2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+

(3)正　負(fù)極　(4)對(duì)環(huán)境無污染

解析　(1)燃料電池的電池反應(yīng)為燃料的氧化反應(yīng)，在酸性條件下生成的CO2不與H2SO4反應(yīng)，故電池總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。

(2)電池的正極O2得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會(huì)生成H2O，用電池總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得出負(fù)極的電極反應(yīng)式。

(3)H+移向正極，在正極生成水。

(4)產(chǎn)物是CO2和H2O，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

10.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍了一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：

(1)

氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是______________，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開_______(用a、b表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為_________________________________________________________。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。

金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H2=====△2LiH

Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是__________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。

②已知LiH固體密度為0.82 g?cm-3，用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。

答案　(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋到b　(2)2H2+4OH--4e-===4H2O或H2+2OH--2e-===2H2O　(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率

(4)①Li　H2O?、?/1 148或8.71×10-4　③32

解析　(1)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;在電池中，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負(fù)極，故電子由a流動(dòng)到b。

(2)H2在負(fù)極失電子，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-===4H2O。

(3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，從而增大反應(yīng)速率。

(4)LiH中Li為+1價(jià)，H為-1價(jià)，故反應(yīng)Ⅰ中還原劑是Li，反應(yīng)Ⅱ中氧化劑是H2O。由反應(yīng)Ⅰ可知吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 L H2時(shí)生成160 g LiH，則生成的LiH的體積是160 g0.82 g?cm-3，則生成的LiH的體積與被吸收的H2的體積之比為1600.82×224×103=11 148。由②生成的20 mol LiH與H2O反應(yīng)，由反應(yīng)Ⅱ可知生成20 mol H2，H2～2e-，能量轉(zhuǎn)化率為80%，則通過的電子的物質(zhì)的量為20 mol×2×80%=32 mol。

11.由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀，應(yīng)用右圖電解實(shí)驗(yàn)可以制得白色的純凈的Fe(OH)2沉淀，兩電極材料分別為石墨和鐵。

?

(1)a電極材料應(yīng)為 ，電極反應(yīng)式為 。?

(2)電解液d可以是 (填編號(hào))。?

A.純水 B.NaCl溶液? C.NaOH溶液 D.CuCl2?

(3)c為苯，其作用是 ，在加入苯之前對(duì)d應(yīng)作何簡(jiǎn)單處理 。

(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是(填編號(hào)) 。?

A.改用稀硫酸作電解液? B.適當(dāng)增大電源電壓?

C.適當(dāng)減小兩電極間的距離? D.適當(dāng)降低電解液的溫度?

(5)若d中用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接電源電

解，除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為 。

答案 (1)鐵 Fe-2e- === Fe2+? (2)BC?

(3)液封，防止Fe(OH)2 被氧化 加熱煮沸?

(4)BC?

(5)白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色?

解析 (1)a極應(yīng)該用鐵，電極反應(yīng)：Fe-2e-=== Fe2+?;在反應(yīng)中提供Fe2+。?

(2)要生成Fe(OH)2,必須使溶液顯堿性，可以通過電解使溶液顯堿性，所以可以選用NaCl溶液，也可直接選用NaOH作電解液。?

(3)在液體表面加一層苯的目的是起液封的作用，防止生成的Fe(OH)2被氧化;而在加入苯之前，應(yīng)該對(duì)溶液d進(jìn)行加熱煮沸，趕出其中溶解的空氣。??

(4)為了加快反應(yīng)速率，可以增大電源電壓和適當(dāng)減小兩極間的距離，即B、C項(xiàng)措施。

(5)若用Na2SO4溶液，則會(huì)產(chǎn)生氧氣，將生成的Fe(OH)2氧化，會(huì)看到白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

第3課時(shí)　電解池的工作原理

[目標(biāo)要求]　1.理解電解原理，初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法。2.掌握電解電極反應(yīng)方程式的書寫。3.了解電解反應(yīng)的一般規(guī)律。

一、電解

1.概念

使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。

2.特點(diǎn)

(1)電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，是不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的。

(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。

二、電解池

1.定義

把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置。

2.形成條件

(1)直流電源;

(2)兩個(gè)電極：與電源正極相連的一極是陽(yáng)極;與電源負(fù)極相連的一極是陰極;

(3)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);

(4)形成閉合回路。

3.裝置及電極反應(yīng)

以電解CuCl2溶液為例

(1)裝置

(2)電極反應(yīng)

陰極 Cu2++2e-===Cu發(fā)生還原反應(yīng)

陽(yáng)極 2Cl--2e-===Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)

總反應(yīng) CuCl2=====電解Cu+Cl2↑

4.電子流向和離子流向

(1)電子流向

電源負(fù)極―→電解池陰極

電解池陽(yáng)極―→電源正極

(2)離子流向

陽(yáng)離子―→電解池陰極

陰離子―→電解池陽(yáng)極

5.電解熔融NaCl時(shí)的電極反應(yīng)式為

陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反應(yīng));

陰極：2Na++2e-===2Na(還原反應(yīng))。

知識(shí)點(diǎn)一　電解池

1.下列有關(guān)電解池的說法正確的是()

A.在電解池中與外接電源負(fù)極相連的電極是陽(yáng)極

B.無論電解何種物質(zhì)，陽(yáng)極上失電子數(shù)都與陰極上得電子數(shù)相等

C.電解氯化銅溶液時(shí)，在陰極上有氣體生成

D.電解NaCl、CuCl2兩種溶液，參加反應(yīng)的物質(zhì)是相同的

答案　B

解析　與負(fù)極相連的是陰極。電解氯化銅時(shí)，陽(yáng)極上有氯氣生成，陰極上有銅析出;電解NaCl溶液時(shí)，水參加了反應(yīng)，而電解CuCl2溶液時(shí)，水沒有參加反應(yīng)。

2.學(xué)生欲完成反應(yīng)Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的是()

答案　C

知識(shí)點(diǎn)二　電解原理

3.

上圖是電解CuCl2溶液的裝置，兩個(gè)電極是石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是()

A.a為負(fù)極、b為正極 B.a為陽(yáng)極、b為陰極

C.電解過程中，Cl-濃度不變 D.電解過程中，d電極質(zhì)量增加

答案　D

解析　電流的方向是從正極到負(fù)極，根據(jù)圖中電流方向，可知a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;在電解池中c、d才稱為陽(yáng)、陰極，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;在電解過程中，陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑，陰極：Cu2++2e-===Cu，所以溶液中的Cl-濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤;c與電源正極相接是陽(yáng)極，d與電源的負(fù)極相接是陰極，所以c電極上析出氯氣，d電極上析出金屬銅，質(zhì)量增加，所以D項(xiàng)正確。

4.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如圖所示，電解總反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2↑。下列說法正確的是()

A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣

B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)

C.銅電極接直流電源的負(fù)極

D.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol Cu2O生成

答案　A

解析　由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨作陰極，陰極上是溶液中的H+放電，電極反應(yīng)為 2H++2e-===H2↑，A選項(xiàng)正確;陰極與電源的正極相連，C選項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O，當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05 mol Cu2O生成，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()

A.逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的

B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體

C.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色

D.a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色

答案　D

解析　Na2SO4===2Na++SO2-4，H2O??H++OH-，SO2-4和OH-移向b電極，Na+和H+移向a電極，在b電極上：4OH--4e-===2H2O+O2↑，在a電極上：2H++2e-===H2↑，所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的;兩種氣體均為無色無味的氣體;由于a電極上H+放電，所以a電極附近的c(OH-)>c(H+)，滴加石蕊溶液，a電極附近呈藍(lán)色，同理b電極附近呈紅色。

知識(shí)點(diǎn)三　電解規(guī)律應(yīng)用

6.用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種純凈物(方括號(hào)內(nèi)的物質(zhì))，能使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是()

A.AgNO3[AgNO3] B.NaOH[H2O]

C.KCl[KCl] D.CuSO4[Cu(OH)2]

答案　B

解析　A項(xiàng)：4AgNO3+2H2O=====電解4Ag+O2↑+4HNO3

脫離反應(yīng)體系的物質(zhì)是4Ag+O2，相當(dāng)于2Ag2O，所以應(yīng)當(dāng)加入適量Ag2O才能復(fù)原。(加入AgNO3，會(huì)使NO-3的量增加);B項(xiàng)：2H2O=====電解2H2↑+O2↑　脫離反應(yīng)體系的是2H2+O2，相當(dāng)于2H2O，加入適量水可以復(fù)原。C項(xiàng)：2KCl+2H2O=====電解2KOH+H2↑+Cl2↑　脫離反應(yīng)體系的是H2+Cl2，相當(dāng)于2HCl，應(yīng)通入適量HCl氣體才能復(fù)原。(加入鹽酸時(shí)，同時(shí)也增加了水)　D項(xiàng)：2CuSO4+2H2O=====電解2H2SO4+2Cu+O2↑　脫離反應(yīng)體系的是2Cu+O2，相當(dāng)于2CuO，加入適量CuO可以復(fù)原。

7.用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時(shí)間后，溶液的pH變小，并且在陽(yáng)極得到0.56 L氣體，陰極得到1.12 L氣體(兩種氣體均在相同條件下測(cè)定)。由此可知溶液可能是()

A.稀鹽酸 B.KNO3溶液 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸

答案　D

解析　陽(yáng)極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為0.56 L1.12 L=12，相當(dāng)于電解水，pH變小說明電解了含氧酸。

練基礎(chǔ)落實(shí)

1.如圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)，a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是()

a極板 b極板 x電極 z溶液

A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4

B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH

C 銀 鐵 正極 AgNO3

D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2

答案　A

2.在水中加等物質(zhì)的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO2-4、NO-3、Cl-，該溶液放在用惰性電極作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)量比為()

A.35.5∶108 B.16∶207 C.8∶1 D.108∶35.5

答案　C

解析　溶液中的六種離子，有四種發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，Ag++Cl-===AgCl↓、Pb2++SO2-4===PbSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液;而電解NaNO3溶液，實(shí)質(zhì)上就是電解水，電解方程式為2H2O=====電解2H2↑+O2↑。氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為m(O2)∶m(H2)=(1 mol×32 g?mol-1)∶(2 mol×2 g?mol-1)=8∶1，即C項(xiàng)正確。

3.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作電極電解，兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則原混合液中，Cu2+的物質(zhì)的量濃度為()

A.1 mol?L-1 B.2 mol?L-1 C.3 mol?L-1 D.4 mol?L-1

答案　A

解析　兩極均收集到氣體時(shí)，陰極是Cu2+放電后，H+又放電生成氫氣;陽(yáng)極是OH-放電生成氧氣。n(H2)=n(O2)=2.24 L/22.4 L?mol-1=0.1 mol，由電子守恒得n(Cu2+)×2+n(H2)×2=n(O2)×4，即：c(Cu2+)×0.1 L×2+0.1 mol×2=0.1 mol×4，解得：c(Cu2+)=1 mol?L-1，本題考查在陽(yáng)離子陰極的放電順序，Cu2+>H+。

4.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為()

A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol

答案　D

解析　由電解CuSO4溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式2CuSO4+2H2O=====電解2Cu+O2↑+2H2SO4知，電解過程中只析出Cu和放出O2，故電解后加入CuO就可以復(fù)原。但本題提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以復(fù)原，說明電解過程中不僅有CuSO4被電解，還有H2O被電解。0.1 mol Cu(OH)2相當(dāng)于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由電子守恒0.1 mol CuO～0.1 mol Cu～0.2 mol e-，0.1 mol H2O～0.1 mol H2～0.2 mol e-，共計(jì)0.4 mol e-。

練方法技巧

5.在25 ℃時(shí)，將銅電極插入一定量的飽和硫酸鈉溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，陰極逸出a mol氣體，同時(shí)有b g Na2SO4?10H2O晶體析出。若溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是()

A.bb+18a×100% B.bb+36a×100%

C.71b161?b+36a?×100% D.71b161?b+18a?×100%

答案　C

解析　用銅作電極時(shí)，陽(yáng)極上銅失去電子被氧化，電極反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+;陰極上生成H2，電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑，陰極區(qū)產(chǎn)生的OH-與陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生的Cu2+結(jié)合生成Cu(OH)2沉淀?？偡磻?yīng)為Cu+2H2O=====通電Cu(OH)2+H2↑，即陰極每生成a mol H2，就有2a mol水被電解，發(fā)生電解的水與析出的Na2SO4?10H2O晶體可以組成該溫度下的飽和溶液。該飽和溶液的質(zhì)量為b g+2a mol×18 g?mol-1=(b+36a) g，溶質(zhì)的質(zhì)量為142322×b g。故w(Na2SO4)=142b322b+36a×100%=71b161?b+36a?×100%。

6.鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是()

A.K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO2-4

B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol

C.K閉合時(shí)，Ⅱ中SO2-4向c電極遷移

D.K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極

答案　C

解析　當(dāng)K閉合時(shí)，裝置Ⅰ中的電極為Pb和PbO2，應(yīng)為原電池，b極(Pb)作負(fù)極，a極(PbO2)作正極;Ⅱ中的電極均為PbSO4，應(yīng)為電解池，c極為陰極，d極為陽(yáng)極。A項(xiàng)：K閉合時(shí)，d極發(fā)生氧化反應(yīng)：PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO2-4，正確;B項(xiàng)：電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗0.2 mol H2SO4和0.1 mol Pb，正確;C項(xiàng)：Ⅱ中SO2-4向陽(yáng)極(d極)遷移，錯(cuò)誤;D項(xiàng)：K閉合一段時(shí)間后，c極表面生成Pb，d極表面生成PbO2，裝置Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極，正確。

7.在25 ℃時(shí)，用石墨電極電解2.0 L 0.5 mol?L-1 CuSO4溶液。5 min后，在一個(gè)石墨電極上有6.4 g Cu生成。試回答下列問題：

(1)發(fā)生氧化反應(yīng)的是________極，電極反應(yīng)式為

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若電解后溶液的體積不變，則電解后溶液的pH為________。

(3)若將溶液恢復(fù)到與電解前一樣，則需加入________ mol的________。

(4)若用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質(zhì)量相差________g，電解液的pH________。(填“變小”、“變大”或“不變”)

答案　(1)陽(yáng)　4OH--4e-===2H2O+O2↑

(2)1　(2)0.1　CuO　(4)12.8　不變

解析　(1)n(CuSO4)=2.0 L×0.5 mol?L-1=1.0 mol，而在陰極析出的Cu為6.4 g64 g?mol-1=0.1 mol，故CuSO4未完全電解，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑。

(2)總反應(yīng)為

2CuSO4+2H2O=====通電2Cu　+　O2↑　+　2H2SO4

2　 　 　 22　 　1　2

0.1 mol　0.1 mol　 0.1 mol　0.05 mol0.1 mol

所以電解后c(H+)=0.1 mol×22.0 L=0.1 mol?L-1，

故pH=-lg 0.1=1。

(3)電解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脫離該體系，即相當(dāng)于0.1 mol CuO，因此若將溶液復(fù)原，則應(yīng)加入0.1 mol CuO。

(4)此時(shí)成為電鍍池，陽(yáng)極：Cu-2e-===Cu2+，陰極：Cu2++2e-===Cu，因此若陰極上析出6.4 g銅，則陽(yáng)極溶解6.4 g銅，電解后兩銅片質(zhì)量差為6.4 g+6.4 g=12.8 g，而電解液的pH不變。

練綜合拓展

8.在50 mL 0.2 mol?L-1 CuSO4溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))。則：

(1)若兩極均為銅片，試說明電解過程中CuSO4溶液的濃度________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)極反應(yīng)式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，如不考慮H+在陰極上放電，當(dāng)電路中有0.04 mol e-通過時(shí)，陰極增重________g，陰極上的電極反應(yīng)式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)不變　(2)Zn-2e-===Zn2+

(3)1.28　Cu2++2e-===Cu

解析　(1)兩極均為銅片，電解液為CuSO4溶液，這是一個(gè)電鍍裝置，電解過程中電解質(zhì)溶液的濃度不變。

(2)陽(yáng)極為純鋅，為活潑金屬，通電電解時(shí)，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn-2e-===Zn2+。

(3)若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，不考慮H+在陰極上放電，則陰極反應(yīng)為Cu2+得電子的還原反應(yīng)：Cu2++2e-===Cu。當(dāng)電路中有0.04 mol電子通過時(shí)，有0.04 mol/2×64 g?mol-1=1.28 g銅析出。

第4課時(shí)　電解原理的應(yīng)用

[目標(biāo)要求]　1.了解氯堿工業(yè)、電鍍、精煉銅的原理。2.掌握電解原理及其應(yīng)用。

電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，制取燒堿、氯氣和氫氣。

電極的反應(yīng)式(并注明反應(yīng)類型)

陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑　(氧化反應(yīng));

陰極：2H++2e-===H2↑　(還原反應(yīng))。

總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O=====電解2NaOH+Cl2↑+H2↑。

其中陰極反應(yīng)中的H+是由水電離產(chǎn)生的。

2.電鍍

(1)電鍍是應(yīng)用電解的原理在金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。

(2)電鍍陽(yáng)極：鍍層金屬，電極本身發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：待鍍金屬制品電鍍?nèi)芤海汉绣儗咏饘匐x子的溶液

在電鍍過程中，電鍍液的濃度不變。

3.電解精煉(如電解精煉銅，雜質(zhì)為鐵、鋅、金、銀)

(1)粗銅作陽(yáng)極，電極反應(yīng)Cu-2e-===Cu2+;

精銅作陰極，電極反應(yīng)Cu2++2e-===Cu;

電解質(zhì)溶液CuSO4溶液。

(2) 活潑性較強(qiáng)的鐵、鋅以離子形式進(jìn)入溶液，活潑性較差的金、銀形成陽(yáng)極泥。

4.電冶金制取金屬

Na、Ca、Mg、Al等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質(zhì)，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：

陰極：2Na++2e-===2Na，陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑，

總反應(yīng)式：2NaCl(熔融)=====電解2Na+Cl2↑。

知識(shí)點(diǎn)一　氯堿工業(yè)

1.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(shí)，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(jì)了如圖所示的裝置，以下對(duì)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(yáng)極，b為陰極;HClO和NaCl

D.a為陰極，b為陽(yáng)極;HClO和NaCl

答案　B

解析　電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl+2H2O電解,2NaOH+H2↑+Cl2↑，NaOH在陰極區(qū)生成，Cl2在陽(yáng)極區(qū)生成。按照該學(xué)生制作的豎直的家用環(huán)保型消毒裝置，若將陽(yáng)極置于上方，則氯氣一生成即逸出，不能完全與NaOH反應(yīng)。顯然，應(yīng)將陽(yáng)極置于下方，陰極置于上方，下方陽(yáng)極生成的氯氣通過溶液時(shí)即可很好地被陰極生成的NaOH吸收。反應(yīng)為Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。還應(yīng)注意的是圖中電極a、b是電源的電極而非電解池的電極。與電解裝置上方陰極相連的a為電源的負(fù)極，則b為正極。

2.如圖Ⅰ所示是用石墨和鐵作電極電解飽和食鹽水的裝置，請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

(1)X的電極名稱是__________極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________，Y極的電極材料是____________，檢驗(yàn)X極產(chǎn)物的方法是________________________________。

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將兩種電極材料接反，導(dǎo)致X極上未收集到預(yù)期產(chǎn)物，一段時(shí)間后又將兩極的連接方式糾正過來，發(fā)現(xiàn)X極附近出現(xiàn)了白色沉淀，此沉淀是________(填化學(xué)式)，其形成原因是___________________________________________________________

________________________________________________________________________，

該沉淀在空氣中放置，現(xiàn)象是______________________。

(3)

工業(yè)上電解飽和食鹽水的方法之一是將兩個(gè)電極室用離子交換膜隔開(如圖Ⅱ所示)，其目的是________________，陽(yáng)極室(A處)加入____________，陰極室(B處)加入__________，離子交換膜只許__________離子通過。

答案　(1)陽(yáng)　2Cl--2e-===Cl2↑　Fe　用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在X極附近，若試紙變藍(lán)，說明生成了Cl2

(2)Fe(OH)2　鐵作陽(yáng)極時(shí)被氧化為Fe2+，糾正錯(cuò)誤后，這一端又變?yōu)殛帢O，2H++2e-===H2↑，生成的OH-與Fe2+結(jié)合成Fe(OH)2　先變灰綠色，后變紅褐色

(3)防止H2與Cl2混合發(fā)生爆炸，防止Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，使NaOH不純　飽和食鹽水　純水(或NaOH稀溶液)　Na+

解析　與電源正極相接的為電解池的陽(yáng)極，與電源負(fù)極相接的為電解池的陰極，若接反則金屬Fe失去電子而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀。

知識(shí)點(diǎn)二　電鍍池與精煉銅

3.在鐵制品上鍍上一層鋅層，以下電鍍方案中合理的是()

A.鋅作陽(yáng)極，鐵制品作陰極，溶液中含F(xiàn)e2+

B.鋅作陰極，鐵制品作陽(yáng)極，溶液中含Zn2+

C.鋅作陰極，鐵制品作陽(yáng)極，溶液中含F(xiàn)e3+

D.鋅作陽(yáng)極，鐵制品作陰極，溶液中含Zn2+

答案　D

解析　要在鐵制品上鍍鋅，應(yīng)該用鋅作陽(yáng)極，鐵制品作陰極，含有Zn2+的溶液作電鍍液，所以D項(xiàng)正確。

4.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2+

A.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e-===Ni

B.電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

C.電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2+和Zn2+

D.電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt

答案　D

解析　此題考查的是電解的基本原理。在電解池中，陽(yáng)極失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。題目中已經(jīng)告訴氧化性：Fe2+Fe>Ni>Cu>Pt(惰性金屬不放電)，陰極的放電順序?yàn)椋篫n2+陰極質(zhì)量的增加。C：溶液中除了Fe2+和Zn2+還有Ni2+、H+等。

5.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等)，其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求，工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()

A.粗銅接電源負(fù)極

B.純銅作陽(yáng)極

C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底

D.純銅片增重2.56 g，電路中通過電子為0.08 mol

答案　D

解析　電解精煉銅時(shí)，用粗銅作陽(yáng)極，用精銅作陰極，所以A、B不正確;鋅比銅活潑，失電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中，金、銀不活潑，以單質(zhì)形式沉淀到池底，C不正確;n(e-)=2.56 g64 g?mol-1×2=0.08 mol，D正確。

知識(shí)點(diǎn)三　電化學(xué)計(jì)算

6.有三個(gè)燒杯，分別盛有氯化銅、氯化鉀和硝酸銀三種溶液，均以Pt作電極，將它們串聯(lián)在一起電解一定時(shí)間，測(cè)得電極增重總和2.8 g，這時(shí)產(chǎn)生的有色氣體與無色氣體的物質(zhì)的量之比為()

A.4∶1 B.1∶1 C.4∶3 D.3∶4

答案　C

解析　串聯(lián)電路中，相同時(shí)間內(nèi)各電極得或失的電子的物質(zhì)的量相同，各電極上放出氣體的物質(zhì)的量之比為定值。不必注意電極增重是多少，只要判斷出生成何種氣體及生成該氣體一定物質(zhì)的量所得失電子的物質(zhì)的量，就可以通過得失電子守恒，判斷氣體體積之比，第一個(gè)燒杯中放出Cl2，第二個(gè)燒杯中放出Cl2和H2，第三個(gè)燒杯中放出O2。在有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，生成的氣體的物質(zhì)的量分別是0.5 mol、0.5 mol、0.5 mol和0.25 mol。所以共放出有色氣體(Cl2)0.5 mol+0.5 mol=1 mol，無色氣體(O2和H2)0.5 mol+0.25 mol=0.75 mol。

7.將含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一電極上析出19.2 g Cu;此時(shí)，在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶解)()

A.3.36 L B.5.6 L C.6.72 L D.13.44 L

答案　B

解析　根據(jù)電解原理，陰、陽(yáng)兩極發(fā)生的電極反應(yīng)為陰極：Cu2++2e-===Cu，陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑。

由題意知，在陰極上析出Cu：19.2 g64 g?mol-1=0.3 mol，則轉(zhuǎn)移電子0.6 mol，根據(jù)電子得失守恒分析，陽(yáng)極上除Cl-放電外，OH-也會(huì)放電產(chǎn)生O2，即4OH--4e-===2H2O+O2↑，經(jīng)計(jì)算可知得到Cl2 0.2 mol，得到O2 0.05 mol，故陽(yáng)極放出氣體的體積為 (0.2 mol+0.05 mol)×22.4 L?mol-1=5.6 L。

練基礎(chǔ)落實(shí)

1.關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()

A.電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉

B.若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色

C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色

D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?/p>

答案　B

解析　電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑

陰極：2H2O+2e-===H2↑+2OH-

總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=====通電2NaOH+H2↑+Cl2↑

對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤;陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2I-===I2+2Cl-，溶液呈棕色，B正確;陰極附近產(chǎn)生大量的OH-，滴加酚酞后變紅色，C錯(cuò)誤;電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。

2.下列關(guān)于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是()

A.粗銅板作陽(yáng)極

B.電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為 Cu2++2e-===Cu

C.粗銅中所含Ni、Fe、Au、Ag等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽(yáng)極泥

D.電解銅的純度可達(dá)99.95%～99.98%

答案　C

3.用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量為()

A.22.4 axb B.11.2 axb C.5.6 axb D.2.5 axb

答案　C

解析　根據(jù)得失電子守恒列出物質(zhì)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)M的相對(duì)原子質(zhì)量為Mr。

Mx+　～xe-　～　x4O2

Mr g　22.4?x4 L

a g　b L

解得Mr=22.4ax4b=5.6axb。

4.依據(jù)下圖判斷，下列敘述正確的是()

A.Ⅰ是原電池，Ⅱ是電鍍裝置

B.Ⅰ、Ⅱ裝置中鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng)

C.Ⅱ、Ⅲ裝置中，銅極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解

D.Ⅱ、Ⅲ裝置中Cu2+濃度基本不變

答案　A

解析　仔細(xì)觀察三個(gè)裝置，Ⅰ為原電池，電極反應(yīng)式為

負(fù)極(Zn)：Zn-2e-===Zn2+，正極(Cu)：Cu2++2e-===Cu，

Ⅱ?yàn)殡婂兂兀姌O反應(yīng)式為

陽(yáng)極(Cu)：Cu-2e-===Cu2+，陰極(Zn)：Cu2++2e-===Cu，

Ⅲ為電解池，電極反應(yīng)式為

陽(yáng)極(Zn)：Zn-2e-===Zn2+，陰極Cu：Cu2++2e-===Cu。

練方法技巧

5.電解CuSO4溶液時(shí)，若要達(dá)到以下三點(diǎn)要求：①陽(yáng)極質(zhì)量減少;②陽(yáng)極質(zhì)量增加;③電解液中c(Cu2+)不變，則可選用的電極是()

A.含Zn、Ag的銅合金作陽(yáng)極，純銅作陰極

B.純銅作陽(yáng)極，含Zn、Ag的銅合金作陰極

C.用純鐵作陽(yáng)極，用純銅作陰極

D.用石墨作陽(yáng)極，用惰性電極(Pt)作陰極

答案　B

解析　根據(jù)①，須選擇非惰性電極(除石墨、金、鉑外的電極)作陽(yáng)極;根據(jù)③，須選擇純銅為陽(yáng)極，含有Cu2+的鹽(如硫酸銅溶液)作電解液。至于陰極材料則選擇的余地較大，如B選項(xiàng)中用含Zn、Ag的銅合金作陰極，當(dāng)然也可用純銅、石墨、鉑等作陰極。

6.請(qǐng)按要求回答下列問題。

(1)根據(jù)圖1回答①②：

①打開K2，合并K1。

A電極可觀察到的現(xiàn)象是________;B極的電極反應(yīng)式為________。

②打開K1，合并K2。

A電極可觀察到的現(xiàn)象是________;B電極的電極反應(yīng)式為________;

(2)根據(jù)圖2回答③④：

③將較純凈的CuSO4溶液放入如圖所示的裝置中進(jìn)行電解，石墨電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，

電解反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________;

④實(shí)驗(yàn)完成后，銅電極增重a g，石墨電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為________L。

答案　(1)①鋅不斷溶解　Cu2++2e-===Cu

②A鍍上一層紅色的銅　Cu-2e-===Cu2+

(2)③4OH--4e-===2H2O+O2↑

2Cu2++2H2O=====通電2Cu+O2↑+4H+

④22.4a128

解析　(1)①此時(shí)為原電池，鋅為負(fù)極，不斷溶解，B極為正極，反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu。

②此時(shí)為電解池，A極為陰極，反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu，故A極上鍍上一層紅色的銅，B極為陽(yáng)極，反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+。

(2)此時(shí)為惰性電極電解CuSO4，石墨極上的反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑，總反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2H2O=====通電2Cu+O2↑+4H+，

V(O2)=a64×12×22.4 L=22.4a128 L。

7.如圖所示，若電解5 min時(shí)，測(cè)得銅電極的質(zhì)量增加2.16 g。試回答：

(1)電源中X極是________(填“正”或“負(fù)”)極。

(2)通電5 min時(shí)，B中共收集到224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì))，則通電前c(CuSO4)=________。

(3)若A中KCl溶液的體積也是200 mL，電解后溶液中仍有Cl-，則電解后溶液的pH=________。

答案　(1)負(fù)　(2)0.025 mol?L-1　(3)13

解析?、僖⒁怆娊獾碾A段性。如含Cl-的溶液中Cl-電解完后繼續(xù)通電會(huì)使OH-放電，Cu2+在陰極上被電解完全后H+又會(huì)放電等。②電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式、電解產(chǎn)物物質(zhì)的量與得失電子數(shù)之間的關(guān)系式是電化學(xué)計(jì)算的主要依據(jù)。

(1)銅極增重，說明銀在銅極析出，則銅極為陰極，X為負(fù)極。

(2)C中銅極增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，線路中通過0.02 mol電子。由4e-～O2，可知B中產(chǎn)生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL氣體，說明還有112 mL是H2，即Cu2+全部在陰極放電后，H+接著放電產(chǎn)生了112 mL H2，則通過0.01 mol電子時(shí)，Cu2+已被電解完。由2e-～Cu，可知n(Cu2+)=0.005 mol，則：

c(CuSO4)=0.005 mol÷0.2 L=0.025 mol?L-1。

(3)由4e-～4OH-知，A中生成0.02 mol OH-，則：c(OH-)=0.1 mol?L-1，pH=13。

練綜合拓展

8.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示表示一個(gè)電

解池，裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：

(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則電解池中X極上的電極反應(yīng)式為________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是________。Y極上的電極反應(yīng)式為________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是________。

(2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是________，電極反應(yīng)式為________。Y電極的材料是________，電極反應(yīng)式為________(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)。

答案　(1)2H++2e-===H2↑　有氣泡冒出，溶液變紅　2Cl--2e-===Cl2↑　把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)

(2)純銅　Cu2++2e-===Cu　粗銅　Cu-2e-===Cu2+

解析　(1)與電源負(fù)極相連的為陰極，因此，X極為陰極，2H++2e-===H2↑，反應(yīng)過程中消耗了水電離出來的H+，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色;Y極為陽(yáng)極，2Cl--2e-===Cl2↑，產(chǎn)生的Cl2能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。(2)電解精煉粗銅時(shí)，用含雜質(zhì)的Cu作為陽(yáng)極，純Cu為陰極。反應(yīng)過程中陽(yáng)極上的Cu失去電子，成為離子進(jìn)入溶液，在陰極Cu2+得電子。

9.如圖，X和Y均為石墨電極。

(1)若電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水，電解反應(yīng)的離子方程式為_______________;

電解過程中______極(填“陰”或“陽(yáng)”)附近會(huì)出現(xiàn)紅色。

(2)若電解液為500 mL含A溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液，電解一段時(shí)間后，觀察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，Y電極有無色氣體生成;溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g。

①電解后溶液的pH為________________;要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的________________________(填加入物質(zhì)的化學(xué)式)。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)

②Y電極產(chǎn)生氣體的體積為______________L。

③請(qǐng)你推測(cè)原溶液中所含的酸根離子可能是__________________;并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的推測(cè)，寫出實(shí)驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)2Cl-+2H2O=====通電2OH-+Cl2↑+H2↑　陰

(2)①1　CuO或CuCO3(僅答1種即可)?、?.28

③硫酸根離子　取少量待測(cè)液于試管中，滴加鹽酸無明顯現(xiàn)象，繼續(xù)加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則證明是硫酸根離子(或：硝酸根離子　取少量待測(cè)液于試管中，加熱濃縮后滴加濃硫酸和銅粉，若有紅棕色氣體產(chǎn)生，則證明是硝酸根離子)

解析　(1)電解飽和食鹽水的離子方程式：2Cl-+2H2O=====通電2OH-+Cl2↑+H2↑，在陰極區(qū)生成NaOH，使酚酞溶液變紅。

(2)藍(lán)色溶液中可能含有Cu2+，并且在電解過程中析出紅色固體，進(jìn)一步驗(yàn)證析出的是銅;Y電極上析出無色氣體，應(yīng)該是O2，電解離子方程式：2Cu2++2H2O=====通電2Cu+O2↑+4H+。

①根據(jù)電解離子方程式得：n(H+)=2n(Cu2+)=2×1.6 g64 g?mol-1=0.05 mol，故溶液中c(H+)=0.05 mol0.5 L=0.1 mol?L-1，溶液的pH=1。要使溶液恢復(fù)到以前，可以加入CuO或CuCO3。

②根據(jù)電解離子方程式得：n(O2)=12×n(Cu)=0.012 5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(O2)=22.4 L?mol-1×0.012 5 mol=0.28 L。

③溶液中存在的必須是含氧酸根離子，可以是SO2-4或NO-3;然后利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。