原電池學案使用

1、第一章第三節(jié) 化學能轉化為電能（自學學案）原電池的工作原理 第一課時【學習目標】1.通過實驗探究了解原電池的工作原理，能判斷原電池的正負極，能寫出電極反應式。2.通過實驗與分析，初步掌握形成原電池的基本條件。Zn G Cu 稀硫酸3.學習實驗探究的方法，能設計并完成一些基本的化學實驗?！緦W習過程】一、原電池原理.復習練習1請根據(jù)在化學必修2中所學原電池有關知識，填空：右圖是一個 池，其中Zn 為 極，Cu為 極，電極反應式分別是Zn: , Cu: ；總反應方程式為 。該裝置將 能轉化為 能。請在右圖上標出正負極名稱和電子的流動方向。.實驗探究實驗1 Zn與CuSO4 溶液反應中的能量變化實驗裝

2、置圖實驗現(xiàn)象能量變化實驗2 Zn與CuSO4 溶液反應中的能量轉化實驗裝置圖實驗現(xiàn)象能量轉化裝置名稱工作原理電極反應式（注明發(fā)生反應的類型）負極（ ）：正極（ ）：電池反應：在裝置圖上注明電子流向內電路中陰陽離子的移動方向：陰離子負極正極陽離子.概念的形成及強化訓練1原電池的工作原理 原電池是_的裝置。 原電池根據(jù)兩極活潑性的不同，分為_和_。 正極：通常是活潑性較弱的金屬或非金屬導體，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極上發(fā)生_（填“氧化”或“還原”反應）。 負極：通常是活潑性較強的金屬，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極被_（填“氧化”或“還原”），電極發(fā)生_（填“氧化”或“還原

3、”反應）。工作原理：還原劑（一般為較活潑的金屬）發(fā)生 反應,電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)，在正極上轉移給氧化劑，使氧化劑發(fā)生還原反應，從而產(chǎn)生電流。 練習題2.有關原電池的下列說法中，正確的是（ ）A.在正極上發(fā)生氧化反應 B.化學性質較活潑的金屬為負極C.正極是電子流出的極 D.是由電能轉化為化學能的裝置二原電池的構成條件實驗探究：做下面一系列實驗，探究原電池的構成條件裝置圖電流表指針能否偏轉能否構成原電池歸納得出構成原電池的條件1 CuCuSO4溶液CuA否2 ZnCuSO4溶液CA能3 Zn酒精CuA否4CuSO4ZnSO4AZnCu（不加鹽橋）否5（加

4、鹽橋）能練習題3下列可構成原電池的是（ ）【基礎達標】1下列關于原電池的敘述正確的是 （ ）A構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬B原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置C原電池中電子流出的一極是負極，該極被還原D原電池放電時，電流的方向是從負極到正極2寫出下列原電池裝置中的電極反應和電池反應。 AFeH2SO4溶液C原電池裝置電極反應電池反應負極正極CuAAgAgNO3溶液A負極正極 【能力提升】1 下列說法中正確的是（ ）。A. 原電池是把電能轉化為化學能的裝置B. 原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應C. 原電池兩極均發(fā)生氧化反應D. 原電池中的陽離子向正極移動2. 某原電池，將兩

5、金屬X、Y用導線連接，同時插入相應的電解質溶液中，發(fā)現(xiàn)Y電極質量增加，則可能是下列情況中的（ ）。A.X是負極，電解質溶液為CuSO4溶液B.X是負極，電解質溶液為稀H2SO4溶液C.X是正極，電解質溶液為CuSO4溶液D.X是正極，電解質溶液為稀H2SO4溶液3. 有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導線連接起來浸入電解質溶液中，B為正極，將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A 反應劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，若將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此判斷這四種金屬的活動性由強到弱的順序是（ ）。 A. DCAB B. DABC C. DBAC D. BADC4. 可用Zn +

6、Br2 = ZnBr2 設計成蓄電池，其中負極反應是( )。AZn Zn2+2e- BBr2 + 2e- 2Br-C2Br- Br22e- DZn2+ + 2e- Zn5選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池，以便完成下列反應：2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2(1)畫出裝置圖（標明電極材料和電解質溶液）（2）寫出電極反應式。第3節(jié) 化學能轉化為電能原電池第 二 課 時 化學電源與金屬的防護【學習目標】1、了解幾種重要的化學電源的工作原理（電極反應和電池反應）。2、理解金屬腐蝕的原理。3、掌握金屬防腐的原理。【學習過程】二、化學電源日常生活及高科技領域使用的各種電池，都是在

7、原電池的原理上設計出來的。1、實用電池應具有的特點是：能產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流；安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或對環(huán)境產(chǎn)生的影響較小。2、常用原電池(1)干電池干電池即普通的鋅錳電池，它是用鋅制的圓筒形外殼作負極，位于中央的蓋有銅帽的石墨棒作正極，圓筒內填充 ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質，還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象)。電極反應：負極： 正極： 。（淀粉糊的作用：提高陰、陽離子在兩個電極間的遷移速度）電池總反應式為： (2)蓄電池鉛蓄電池鉛蓄電池是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，在正極板上附著一層棕褐色Pb

8、O2，負極板上是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在密度為1.28g·cm-3、濃度為30%的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。負極： 正極： 電池總反應： (3)微型鋰電池常用于心臟起搏器的一種微型電池叫鋰電池，它是用金屬鋰作負極，石墨作正極，電解質溶液是由四氯化鋁鋰 (LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOCl2)中組成。電池的總反應式為：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在56.771.1溫度范圍內正常工作。(4)氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領域。它的電極材料一般為惰性電極，但具有很強的催化活性，如鉑電極、

9、活性炭電極等。電解質溶液為40%的KOH溶液。電極反應為：負極： 正極： 電池的總反應式為： (5)發(fā)展中的化學電源當今發(fā)展新型化學電源，不僅要在其高比能量、高比容量、長壽命方面取得長足的進步，而且更重要的是向“綠色電池”方向發(fā)展。除了前面介紹的鋰電池、燃料電池外，還有可充式鎳氫電池，它的化學成分主要由鎳和稀土組成，不含汞，無污染，是“綠色電池”的佼佼者。它可連續(xù)充放電500次，每次充放電成本低，而且對環(huán)境減少了汞污染。 三、金屬的腐蝕與防護1、金屬腐蝕：金屬的腐蝕 。金屬腐蝕常見的類型 ?；瘜W腐蝕是 ，電化學腐蝕是指 2、電化學腐蝕(1)概念：當兩種金屬（或合金）相接觸且又同時暴露在潮濕空氣

10、里或與電解質溶液接觸時，由于形成原電池而發(fā)生的腐蝕就是電化學腐蝕。電化學腐蝕過程中由于電解質溶液的不同，又可分為 和 兩種。吸氧腐蝕如上圖：表示的是一塊鉚有鐵鉚釘?shù)你~板暴露在潮濕空氣中的腐蝕情況，其中 為負極， 為正極，銅板表面凝結有一層水膜，空氣中CO2及沿海地區(qū)空氣中的NaCl等物質溶解在水膜中形成電解質溶液，從而構成原電池。電極反應為：負極： 正極： 然后OH與Fe2+結合為Fe(OH)2，故該原電池的總反應為： Fe(OH)2與潮濕空氣中的水、氧氣反應生成Fe(OH)3：4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3生成的Fe(OH)3分解，從而生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)

11、，該過程主要消耗O2，稱為吸氧腐蝕。析氫腐蝕同樣是上述腐蝕，若空氣中SO2含量較高，處于酸雨的環(huán)境下，使水膜酸度較高，即電解質溶液為酸性溶液，電極反應為：負極： 正極： 總反應為： 該過程為析氫腐蝕。無論是析氫腐蝕，還是吸氧腐蝕，都使活潑金屬成為原電池的負極，金屬失電子變?yōu)榻饘訇栯x子而被腐蝕，且金屬越活潑越易發(fā)生電化學腐蝕，明白了金屬腐蝕的原因，也就可以找到金屬防護的方法。 3、金屬的防護金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕，只要破壞了原電池的構成要素就可減少電化學腐蝕的發(fā)生，常見有以下幾種金屬防護方法：(1)讓金屬制品處于干燥的環(huán)境。該方法破壞了電解質溶液的存在，金屬不易被腐蝕。(2)在金屬表面加一層

12、保護層。常見的方法是刷一層油漆、搪瓷、陶瓷、塑料、橡膠等保護層，效果較好的方法還有在金屬表面鍍上一層金屬防護層。(3)犧牲陽極保護法：利用原電池原理，讓被保護的金屬為 ，用還原性強的金屬為 ，負極金屬被消耗，被保護的金屬避免腐蝕。如：鍍鋅鐵可以保護鐵，但鍍錫鐵一旦鍍層損壞后會使鐵更易腐蝕。航海船只的般底四周嵌鋅塊，就是利用犧牲陽極保護法來保護船體的。(4)外加電流陰極保護法：電解原理中，陽極金屬發(fā)生氧化反應，陰極金屬再活潑也不參與反應。故可讓被保護金屬與外加直流電源的 相連讓其成為 ，從而得到防護，該方法為外加電流陰極保護法?！镜淅治觥坷?、下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列

13、敘述不正確的是( )A、a電極是負極。 B、b電極的電極反應為：4OH4e2H2OO2。C、氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源。D、氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置。例2、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應是( )A、2H2eH2B、Fe2+2eFeC、2H2OO24e4OHD、Fe3eFe2+例3、一般說來，根據(jù)一個氧化還原反應便可以設計一個電池。工業(yè)上常用FeCl3溶液腐蝕銅線路板，寫出該反應的化學方程式 （2）選取合適材料構建一個原電池實現(xiàn)上述反應，在下面方框內繪出原電池裝置圖，指出正負極，電子流向，并寫出兩極的電極反應式。正極 負極 【

14、基礎達標】1、下列敘述中正確的是( )A、原電池的負極得電子，發(fā)生還原反應。B、原電池中較活潑的金屬做正極。C、原電池中的電極一定要由兩種不同的金屬組成。D、原電池中發(fā)生氧化反應的電極是負極。2、把金屬M放入鹽N(NO3)2溶液中，發(fā)生如下反應：MN2M2N，以下敘述正確的是（ A、常溫下金屬M和N都不跟水反應。B、M和N用導線連接放入稀H2SO4中，一定構成原電池，且N上有H2放出。C、M和N用導線連接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定構成原電池D、由M和N構成的原電池，M一定是負極，且N上一定產(chǎn)生H2。3、某原電池的總反應離子方程式為2Fe3Fe=3Fe2,不能實現(xiàn)該反應的原電池是(&#

15、160;   )A、正極為Cu、負極為Fe, 電解質溶液為FeCl3溶液。B、正極為Cu、負極為Zn，電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液。C、正極為Cu、負極為Fe，電解質為Fe(NO3)3溶液。D、正極為Ag、負極為Fe，電解質為CuSO4溶液。4、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是（ ）A、4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3 B、2FeH2OO22Fe(OH)2C、2H2OO24e4OH D、Fe3eFe3 5、燃料電池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，電解質溶

16、液是強堿溶液(如KOH)，下面關于甲烷燃料電池的說法不正確的是( )A、正極反應式為：O22H2O+4e4OH B、負極反應式為：CH410OH8eCO327H2OC、隨著放電進行，溶液的pH值不變。 D、甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的大。6、下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是（ ）A、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易生銅綠。B、生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹。C、鐵質器件附有銅質配件，在接觸處易生鐵銹。D、銀質獎牌在空氣中久置后表面變暗。7、已知空氣鋅電池的電極反應為：鋅片：Zn+2OH2eZnOH2O，石墨： O22H2O4e4OH據(jù)此判斷，鋅片是（ ）A、負極，并被氧化。 B、負極，并

17、被還原C、正極，并被氧化。 D、正極，并被還原。8、在被二氧化硫嚴重污染的空氣環(huán)境中，鋼鐵的電化腐蝕明顯加快，則此時正極的電極反應為A、2H2eH2 B、4OH4e2H2OO2C、2H2OO24e4OH D、Fe2eFe2+ 9、下列現(xiàn)象中，不是由于原電池反應造成的是( )A、含雜質的鋅與鹽酸反應比純鋅與鹽酸反應速率快。B、金屬在潮濕的空氣中易腐蝕。C、純鐵和鹽酸反應，如滴入幾滴硫酸銅溶液，則可加快反應速率。D、化工廠中的鐵鍋爐易腐蝕而損壞?！灸芰μ嵘?0、生物體中細胞膜內的葡萄糖與細胞膜外的富氧液體及細胞膜構成微型原電池，下列有關電極反應及產(chǎn)物的判斷正確的是（ ）A、負極反應可能是O24e

18、2H2O4OH B、負極反應的產(chǎn)物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32、HCO3、H2OC、正極反應可能是C6H12O624e24OH6CO218H2OD、正極反應的產(chǎn)物主要是葡萄糖生成的CO2、CO32和H2O 11、某學生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入：干燥的細鐵絲；浸過食鹽水的細鐵絲；浸過清水的細鐵絲；食鹽水及細鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中。然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時間測量導管中水面上升的高度，結果如下表所示（表中所列數(shù)據(jù)為導管中水面上升的高度/cm）不同時間水面上升的高度 (1)導管中水面為什么會上升？。(2)上述實驗中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序為（填

19、小燒瓶號）：。(3)實驗中的鐵生銹屬于電化學腐蝕的(填腐蝕類型)。 12下列事實不能用電化學理論解釋的是_ 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊 鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 鋁片不用特殊方法保存 常溫下鋁跟稀硫酸快速反應，跟濃硫酸幾乎不反應13如下圖所示，燒杯中都盛有稀硫酸。（1）中反應的離子方程式為 ，（2）中的電極反應：Fe： 、Sn： Sn極附近溶液的pH（填增大、減小或不變），（3）中被腐蝕的金屬是、其電極反應式為。比較（1）、（2）、（3）中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是 參考答案 第三節(jié)第一課時【基礎達標】1.B 2.負極：Fe Fe2+2e-正極：2H+ + 2e- H2電池反應：Fe +H2SO4=F