廣東省惠州市平海中學(xué)-年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)原電池與電解池教學(xué)設(shè)計

1、原電池與電解教學(xué)目標(biāo)知識技能：通過復(fù)習(xí)掌握原電池、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護(hù)原理。能力培養(yǎng)：根據(jù)知識點的復(fù)習(xí)培養(yǎng)總結(jié)、歸納的能力，培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力?？茖W(xué)思想：應(yīng)用電化學(xué)的知識綜合、歸納，理論聯(lián)系實際?？茖W(xué)方法：應(yīng)用實驗研究問題的方法。重點、難點原電池與電解池的比擬。教學(xué)過程設(shè)計 教師活動一、電化學(xué)知識點的復(fù)習(xí)【設(shè)問】電化學(xué)中有哪些知識點是重點要掌握的呢? 學(xué)生活動 答復(fù)：兩極反響的判斷和書寫;原電池與電解池的不同點； 原電池的工作原理以及電解池的工作原理; 電化學(xué)的應(yīng)用。很好，我們可以將電化學(xué)的知識歸納在網(wǎng)絡(luò)圖中，哪一個同學(xué)能夠?qū)懗? 【投影】知識點的歸納，網(wǎng)絡(luò)圖學(xué)生打出投

2、影：震示f電根方程式:電解方程式-呼甘電解質(zhì)淹液，活動性育差別 尿電他的商根左生氧化復(fù)原度應(yīng).電鮮也檢發(fā)生氧化復(fù)原融電解亠-電鍍池*電繼C鍍鋅L蓿煉池亠蓿煉嗣化學(xué)魔蝕化學(xué)反響-金扈的腐曲*祈氫庸蝕L電化學(xué)腐蝕='吸氧曆蝕利用守恒計算電概產(chǎn)枷電 聲閘濬液的洙屋實際應(yīng)用1.常見的電池【設(shè)問】 構(gòu)成原電池的材料是什么呢？ 原電池的原理是什么呢？ 它的原理與電解池有什么不同？ 常見的電池的類型？看錄像或投影：答復(fù)： 原電池是由金屬與金屬或非金屬，電解質(zhì)溶液構(gòu)成的。 原電池是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 它的原理與電解池不同，因為電解池是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 常見的電池有：干電池；蓄電池。幾

3、種電池示意圖：廢電解質(zhì)千電池示盍團(tuán)鉛蓄電油示意圖氫氫燃聲電池示意團(tuán)圖 2-15【設(shè)問】根據(jù)示意圖你能說明電池的種類嗎？ 答復(fù)：鋅錳電池干電池、鉛蓄電池、燃燒電池氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池等?！驹O(shè)問】 電池的兩極各發(fā)生了什么反響？ 電池正、負(fù)兩極應(yīng)該如何確定？它的兩極與電解池的兩極有什么不同點？ 在可逆電池中，充電、放電過程是應(yīng)用了原電池的原理還是電解池的原理？ 答復(fù)： 活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反響。不活潑的金屬為正極，發(fā)生復(fù)原反響。 原電池與電解池的兩極不相同，表現(xiàn)在：原電池活潑金屬是負(fù)極，而電解池與電源負(fù)極相互 聯(lián)結(jié)的就是負(fù)極陰極。原電池兩極金屬的金屬活動性必須不同，而電解池兩極可以是惰性

4、電極，也可以是金屬電極。 放電的過程是應(yīng)用了原電池的原理，而充電過程應(yīng)用了電解池的原理?！局v解】電池可以分為可逆電池和不可逆電池，比方：干電池、燃燒電池等都是不可逆電池，它們在發(fā) 生反響時有氣體或生成的物質(zhì)無法在相同的條件下返回，所以，稱為不可逆電池?！驹O(shè)問1】請舉例說明不可逆電池展示學(xué)生解剖的干電池？干電池的兩極材料是什么？電解質(zhì)溶液是什么？兩極反響式如何書寫？總反響如何書寫？答復(fù)1 :如：鋅-錳電池兩極材料是Zn、MnO2電解質(zhì)溶液是：NH4CI負(fù)極：Zn-2e=Z n2+正極 2NH； +2e = 2NHj + H2總反響：Zn+2NH4=Z n2+2NH3 +2H2f【評價】糾正學(xué)生的

5、錯誤，寫出正確的反響?？偂⒎错?Zn24 +2NH3 +H2 j【設(shè)問2】還有什么實例呢？兩極材料是什么呢？電解質(zhì)溶液是什么呢？答復(fù)2 :再如：鋅-銅電池，負(fù)極-Zn，正極-Cu。負(fù)極：Zn-2e=Z n2+，電解質(zhì)溶液一一稀硫酸。正極：2H+2e=2H=H2總反響：2H+Z n=H2T +Zn2+什么是可逆電池呢？(看前面的圖)誰能寫出兩極反響式？總反響式又如何書寫呢？(教師指導(dǎo)學(xué)生書寫)鉛蓄電池是可逆電池兩極反響式：負(fù)極：Pb-2e=Pb2+正極：PbO3 + 2e + SOj' +4H+ =PbS0斗十總反響：Pb + PbO2 +2SO4 +4H +=2pbSO4 十【練習(xí)】書

6、寫兩極反響式。假設(shè)有：(1) 銅、鋅、稀硫酸(2) 銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕(3) 鋅、鐵放在食鹽水中(4) 氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負(fù)極為 H2Q正極那么有大量的氫氧根生成)(5) 甲烷燃燒電池(電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子，在堿性條件下生成的C6與反響生成CO；和巳0,而正極是Q得電子而成為氫 氧根。根據(jù)信息寫出(4)、( 5)的電池總反響式。板演：(1) 負(fù)極:Zn-2e=Z n2+正極：2H+2e=2H=H2(2) 負(fù)極:2Fe-4e=2Fe2+正極：Q2+4e+2H2Q=4QH-(3) 負(fù)極:2Zn-4e=2Zn2+正極：Q2+4e+2H2Q=4QH-(4) 負(fù)極：2H2+4QH-4

7、e=4H2Q正極：Q2+4e+2H2Q=4QH-總反響：2H2+Q2=2H2Q</PGN0097.TXT/PGN>(5) 負(fù)極=CH+-8e + 10OH' = CO -k?K2O正極：2Q2+8e+4H2Q=8QH-總反響：2O2 +CH4 +2OH' =C0 H-3H2O【設(shè)問】誰能夠?qū)⑷紵姵匦〗Y(jié)一下呢？答復(fù)：在燃燒電池反響中確定哪一極發(fā)生的是什么反響的關(guān)鍵是：負(fù)極發(fā)生氧化反響，化合價升高，失去電子；總反響式為：兩極反響的加合；書寫反響時，還應(yīng)該注意得失電子數(shù)目應(yīng)該守恒?！驹u價】答復(fù)的很好。燃燒電池反響中確定哪一極發(fā)生的是什么反響的關(guān)鍵是： 負(fù)極：化合價升高，

8、失去電子，發(fā)生氧化反響； 正極：化合價降低，得到電子發(fā)生復(fù)原反響。2 分析電解應(yīng)用的主要方法和思路【設(shè)問】電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點是什么呢？在電解時離子的放電規(guī)律是什么呢？電解的結(jié)果：溶液的濃度、酸堿性有無變化？答復(fù)：通電前：電解質(zhì)溶液的電離它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離通電后：離子才有定向的移動陰離子移向陽極，陽離子移向陰極<放電規(guī)律：陽極：金屬陽極S2- > I- > Cl- > 0H->含氧酸根陰極：Ag+>Cu2+> Pb2+> Fe2+> Zn2+>H+> Mg2+溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如：電解氯化銅、

9、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。 因為溶液中的氫離子或氫氧根離子放電，所以酸堿性可能發(fā)生改變。請同學(xué)們看以下的歸納表格。電解各種電解質(zhì)濬液的悟況C惜燭電極糞型電根反響實洌象pH電解度電鮮質(zhì)稱電解水型陽：t +2H2O強(qiáng)堿水増丈水増丈JJDTk水増大to竜解電解 質(zhì)型壇加氯化氫電解虜?shù)碾x子在兩很戰(zhàn)電電解質(zhì)壇加無水氯包解濤液主破型陽祗：陰離子放電電解質(zhì) +水壇協(xié)氮化氫電解潯液 戰(zhàn)產(chǎn)生酸型硫歆洞+7k眸低降低加暫化銅硝酸銀加氮優(yōu)餵3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律1假設(shè)無外接電源，可能是原電池，依據(jù)原電池的形成條件判斷，主要有“三看 【設(shè)問】看什么呢？答復(fù)：看電極；看溶液；看回路?！就队啊?先看電極：兩

10、極為導(dǎo)體且活潑性不同，有一個先發(fā)生化學(xué)反響。 再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中。【設(shè)問】這樣就可以形成電池了嗎？答復(fù)：不能。對，還應(yīng)該看回路：形成閉合回路或者兩極板相接觸。【設(shè)問】 假設(shè)有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液，并有回路，可能是什么池？答復(fù)：是電解池?！驹u價】不完全正確。 糾正后看投影 2假設(shè)有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液，可能是電解池或者是電鍍池。 【設(shè)問】為什么呢？答復(fù)： 當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同時，那么為電鍍池，其余的情況是電解池。 【評價】很好，根據(jù)電解液、根據(jù)陽極的電極材料，確定電解或電鍍。二、電化學(xué)的應(yīng)用1原電池原理的應(yīng)用【設(shè)問】請同學(xué)們根據(jù)已經(jīng)復(fù)習(xí)的知識答復(fù)原電池

11、原理的應(yīng)用及依據(jù)？答復(fù)：應(yīng)用到實際中有： 1由電極反響現(xiàn)象確定原電池的正極和負(fù)極，用來判斷電極金屬活動性強(qiáng)弱。 2分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。 3由電池反響分析判斷新的化學(xué)能源的變化，判斷放電、充電?！就队啊俊驹u價】學(xué)生總結(jié)的很好，看以下歸納。根據(jù)學(xué)生的答復(fù)小結(jié)： 原電池原理的三個應(yīng)用和依據(jù)： 1電極反響現(xiàn)象判斷正極和負(fù)極， 以確定金屬的活動性。 其依據(jù)是： 原電池的正極上現(xiàn)象是： 有氣體產(chǎn)生，電極質(zhì)量不變或增加；負(fù)極上的現(xiàn)象是：電極不斷溶解，質(zhì)量減少。 2分析判斷金屬腐蝕的速率，分析判斷的依據(jù)，對某一個指定金屬其腐蝕快慢順序是： 作電解池的陽極作原電池的負(fù)極非電池中的該金屬作原電池的正極作電

12、解池的陰極。 判斷依據(jù)：1根據(jù)反響現(xiàn)象原電池中溶解的一方為負(fù)極，金屬活動性強(qiáng)。2根據(jù)反響的速度判斷強(qiáng)弱。 3根據(jù)反響的條件判斷強(qiáng)弱。</PGN0100.TXT/PGN>3 由電池反響分析判斷新的化學(xué)能源的變化，分析的思路是先分析電池反響有關(guān)物質(zhì)化合價 的變化，確定原電池的正極和負(fù)極，然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化?！揪毩?xí)】1以下五個燒杯中均有天然水(1J圖 2-LC鐵被腐蝕由快到慢的順序是： 。答復(fù)：從圖和復(fù)習(xí)歸納的方法可以分析，有外接電源時鐵放在電源的正極，鐵被腐蝕的最快；假設(shè)放在 負(fù)極腐蝕的最慢；原電池中，兩極的金屬活動性差異越大，反響越快，但假設(shè)有活動性強(qiáng)于鐵的 金

13、屬存在那么鐵不被腐蝕保護(hù)了鐵 ，所以此題的答案是：4、 2、1、3、5。2 電解規(guī)律的應(yīng)用【設(shè)問】電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容？答復(fù)：主要應(yīng)用是：依據(jù)電解的根本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。【設(shè)問】如何恢復(fù)電解液的濃度呢？舉例說明答復(fù)：電解液應(yīng)先看pH的變化，再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是：電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該參加什么，如：電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣，所以應(yīng) 該參加的是氯化氫。</PGN0101.TXT/PGN>【設(shè)問】如果電解硫酸銅時，要恢復(fù)原來的濃度應(yīng)該參加什么呢？答復(fù)：因為電解硫酸銅時，生成的是銅和氧氣，所以應(yīng)該向溶液中參加氧化銅。【設(shè)問】電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢

14、？答復(fù)：在分析應(yīng)用問題中還應(yīng)該注意：一要：不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序，還應(yīng)該注意電極材料特別是陽極的影響；二 要：熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律?！揪毩?xí)】用石墨電極電解1mol/L的以下溶液，溶液的 pH不變的是。1HCl2 NaOH3 Na2SO44 NaCl答復(fù)：鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣，溶液的pH升高。氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，溶液的pH升高。硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，溶液的pH不變。氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣，溶液的pH升高。所以1、2、 4溶液的pH都增大。答案：pH不變的是(3)。以上的四種溶液電解后，如何使其濃度恢復(fù)到原來的濃度呢? 答復(fù)：在

15、(1)中應(yīng)該參加氯化氫。在(2)中應(yīng)該參加一定量的水。在(3)中應(yīng)該參加一定量的水。在(4)中應(yīng)該參加一定量的氯化氫。3 綜合利用一一實用電池與可逆電池 常見的電池應(yīng)用是： 干電池(Zn-Mn電池) 日常生活和照明。 鉛蓄電池 應(yīng)用于國防、科技、交通、化學(xué)電源等。 鋰電池密度小，壽命長應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。 燃燒電池污染小、能量轉(zhuǎn)化高，應(yīng)用于高科技研究。 其它電池鋁電池：能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營作業(yè)。答復(fù)：應(yīng)用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標(biāo)電源。 今后我們還可以根據(jù)原理設(shè)計出更多更好的實用電池。三、典型習(xí)題分析【投影】例題1如圖2-17 , E為沾有Na

16、2SO4溶液的濾紙，并參加幾滴酚酞。A, B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。 M N是用多微孔的Ni的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關(guān)。C D和電解池中都充滿濃 KOH溶液。假設(shè)在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K翻開，接通電源一段時間后，C D中有氣體產(chǎn)生。(1) 外電源的正、負(fù)極分別是R為, S為。(2) A附近溶液的現(xiàn)象是 , B附近發(fā)生的電極反響式為 。(3) 濾紙上的紫色點向哪方移動 。CD中氣(4) 當(dāng)C D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K經(jīng)過一段時間,體逐漸減少，主要因為 ，有關(guān)的反響式為根據(jù)圖分析答復(fù)：(1) C

17、D產(chǎn)生氣體的體積是不相同的，由此可以判斷C端的氣體是氫氣，D端產(chǎn)生的氣體是氧 氣，所以確定R為負(fù)極而S端是正極。(2) A附近的變化是變?yōu)榧t色，因為D端放氧氣，N端為陽極，而 A端為陰極，吸引陽離子，陽離子放電2H+-2e=H2。因為，電解破壞了水的電離平衡，所以，此處OH濃度增大，溶液顯紅 色。而在 B端發(fā)生0H-放電，其反響為：4OH-4e=2H2O+O23因為B端是陽級，所沁0：的離子問E端移動，而顯示4氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反響，類似燃燒電池，消耗了氫氣和氧氣。-2H2+4OH-4e=4H2O+O2+2H2O+4e=4OH-【評價】此題是一道比擬綜合的題，它考察了電化學(xué)知識

18、的大局部內(nèi)容。此題的突破點是，示意圖中的兩種氣體的體積，由此確定電源的正、負(fù)極，使題中所有問題迎 刃而解。這位同學(xué)分析得非常好，我們應(yīng)該認(rèn)真的讀題，抓住題中的突破口?！就队啊坷}2用石墨電極電解 1OOmLH2SO4和CuSO4混合溶液，通電一段時間后，兩極各出現(xiàn)氣體2.24L 標(biāo)準(zhǔn)狀況，求原來溶液中 CuSO4的濃度。請同學(xué)們分析后給出答案。答復(fù)：陽極產(chǎn)生的氧氣為 2.24L，陰極產(chǎn)生的氫氣為 2.24L。由CuSO4電解時放出的氧氣為 0.05mol，計算是：2Cu2+O22/y=1/0.05y=0.1molc Cu2+ =0.1/0.仁 mol/L 【評價】此題的突破口是根據(jù)題意分析出兩

19、極各產(chǎn)生的氣體為2.24L ;根據(jù)得失電子守恒。同學(xué)們的分析是非常正確的。【投影】例題3 人工生成鋁外表的氧化鋁保護(hù)膜的方法是將外表光潔的鋁制品作為陽極放入盛18%H2SO4溶液的電解槽。通電一定時間，設(shè)陽極氧氣全部與鋁反響。思考后答復(fù)：通過的電量為 1AX 3600s=3600C 庫侖。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的電子。今有外表積約1.0dm2的鋁制品，放入電解槽，通入1A的電流1h 小時，氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3，那么生成均勻的氧化膜的厚度是多少？請同學(xué)們分析：在從2molAl與1.5mol氧氣反響產(chǎn)生氧化鋁可知，得失電子為6mol。根據(jù)此反響計算出氧

20、化鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)氧化鋁的密度和外表求出氧化膜的厚度。此題的答案是：24m 微米。【評價】同學(xué)們分析的比擬清楚，在作此題時應(yīng)該抓住時間、外表積、電量、物質(zhì)的量的相互關(guān)系，應(yīng) 用數(shù)學(xué)方法得到正確的答案。請同學(xué)們通過練習(xí)穩(wěn)固復(fù)習(xí)的知識，提高解題的能力，以適合生活、生產(chǎn)、科技的需要。精選題 一、選擇題1 銀鋅電池廣泛應(yīng)用各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：充反應(yīng)的物質(zhì)是A. AgB. Zn (OH 2C. Ag2OD. Zn2 .應(yīng)用惰性電極插入 500mLAgNO溶液中，通電電解，當(dāng)電解溶液的 pH從6變?yōu)?時(設(shè)陰極 沒有H2析出，電解前后的溶液體積不變)，電極上析出銀的質(zhì)量

21、是A. 27mgB. 54mgC. 108mgD. 216mg二、非選擇題彳從Cu匕OH so；等離子中，選擇適當(dāng)?shù)碾x子組成符合以下情況的電解質(zhì)，進(jìn)行電解(各離子只能使用一次)。(1) 以碳棒為電極進(jìn)行電解，電解質(zhì)的含量減少，水量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積相同，那么該電解質(zhì)的化學(xué)式為 ，電解的電極反響 ，電解的總方程式是 。(2) 以鉑絲為電極進(jìn)行電解，水量減少，電解質(zhì)的含量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積為2 : 1,那么該電解質(zhì)的化學(xué)式為 ，電極反響式為 。(3) 惰性電解，電解質(zhì)的含量減少，水的含量也減少，pH下降，那么電解質(zhì)的化學(xué)式為 ,電解總的方程式 。4. 正在研究應(yīng)用鋅頂替鉛的電池，它可以減少環(huán)境污染容量又很大，其電池反響為2Zn+O2=ZnO其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請寫出：(1) 電極反響, 。(2) 估計該電解質(zhì)溶液應(yīng)該用 (強(qiáng)的酸或強(qiáng)的堿)。5. 定溫下，將一定量飽和 Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當(dāng)陽極逸出amol氣體時，