【創(chuàng)新方案】高中化學(xué)第四章第一節(jié)原電池課件新人教版選修4

1、本章包括原電池、化學(xué)電源、電解池、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)四部分內(nèi)容電化學(xué)是研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學(xué)，它的應(yīng)用十分廣泛，在分析、合成等領(lǐng)域應(yīng)用很廣，由此形成的工業(yè)也很多，如電解、電鍍、電冶金、電池制造等因此，學(xué)習(xí)本章知識(shí)有利于了解電化學(xué)反應(yīng)所遵循的規(guī)律，知道電化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的作用同時(shí)，本章還設(shè)計(jì)了一些有趣的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究活動(dòng)，這有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向鏈接新課標(biāo)1.進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應(yīng)和電 池反應(yīng)方程式2.了解常見的化學(xué)電源的種類及其工作原理，知道它們?cè)?生產(chǎn)、生活和國(guó)防中的實(shí)際應(yīng)用鏈接新課標(biāo)

2、3.了解電解池的工作原理，知道電解、氯堿工業(yè)、電鍍、 電冶金方面的應(yīng)用.4.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的 危害，知道防護(hù)金屬腐蝕的方法，并能從實(shí)驗(yàn)探究中 獲得體會(huì)關(guān)注重難點(diǎn) (一)重點(diǎn)1.書寫原電池工作原理、電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式2.一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其 應(yīng)用3.電解原理及其應(yīng)用4.金屬的電化學(xué)腐蝕和電化學(xué)保護(hù)關(guān)注重難點(diǎn) (二)難點(diǎn)1.原電池的工作原理2.化學(xué)電池的反應(yīng)原理3.電解原理的應(yīng)用4.金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學(xué)原理.第一節(jié) 原電池預(yù) 習(xí) 全 程 設(shè) 計(jì)名 師 全 程 導(dǎo) 學(xué)案 例 全 程 導(dǎo) 航訓(xùn) 練 全 程 跟 蹤原電池及其工作原理1

3、概念把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置化學(xué)電2實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩個(gè)燒杯中Zn棒逐漸變 ，Cu棒逐漸變外線路中電流表指針兩個(gè)半反應(yīng)左燒杯右燒杯細(xì)粗偏轉(zhuǎn)Zn2e=Zn2Cu22e=Cu鹽橋的作用使兩燒杯中的溶液連成一個(gè)導(dǎo)電通路結(jié)論該裝置構(gòu)成 (鋅銅原電池)電池反應(yīng)ZnCu2=Zn2Cu原電池3.工作原理 (以鋅銅原電池為例)電極名稱負(fù)極正極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型電子流向電子由 片沿導(dǎo)線流向 片鋅片銅片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反應(yīng)還原反應(yīng)ZnCu4.原電池的構(gòu)成條件(1)兩個(gè) 的電極；(2) ；(3)兩電極與電解質(zhì)溶液共同構(gòu)成 ；(4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)活潑性不同電解質(zhì)溶液閉合回路作為原電池

4、負(fù)極的物質(zhì)，一定是活潑金屬嗎？提示：不一定原電池的工作原理實(shí)質(zhì)上是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，電極本身可以參加電極反應(yīng)，也可以不參加電極反應(yīng)，故負(fù)極不一定是活潑金屬.1構(gòu)成原電池電極的材料必須是活動(dòng)性不同的兩種金屬()提示：錯(cuò)誤只要能導(dǎo)電，非金屬如石墨也可以作原電池的正極材料，也有一些金屬氧化物能夠用于作原電池的正極2電池工作時(shí)，負(fù)極材料必須失電子被氧化 ()提示：錯(cuò)誤有些燃料電池是利用燃燒的反應(yīng)設(shè)計(jì)而成的，如氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等，都是被燃燒物在負(fù)極處發(fā)生氧化反應(yīng)，而負(fù)極材料并不消耗3在用鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，往往向反應(yīng)液中滴加幾滴硫酸銅溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)加快，這是利用了原電池原理()提

5、示：正確因?yàn)殇\與Cu2發(fā)生置換反應(yīng)生成了少量的銅單質(zhì)，附在鋅的表面構(gòu)成了銅鋅原電池4在必修2教材學(xué)過的CuZn原電池裝置簡(jiǎn)單，選修4教材中加了鹽橋，后者工作效率更高 ()提示：正確因?yàn)楸匦?教材中學(xué)的那種簡(jiǎn)易裝置，工作一段時(shí)間后，Zn片上會(huì)有少量Cu析出，在Zn片上也出現(xiàn)了許多微小原電池，電子直接轉(zhuǎn)移至鋅片上的銅，因此導(dǎo)線上通的電子數(shù)會(huì)減少，故效率降低5原電池的“鹽橋”中裝的必須是電解質(zhì)，原電池工作時(shí)導(dǎo)線上有電子通過，鹽橋中也一定有電子通過 ()提示：錯(cuò)誤因?yàn)榻饘賹?dǎo)體是靠自由電子的定向移動(dòng)而導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液只能是靠陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)而導(dǎo)電，故鹽橋上定向移動(dòng)的只能是離子而不是電子一、原電池工作

6、原理1原電池工作原理圖示2原電池裝置的判斷方法(1)先分析有無(wú)外接電源，無(wú)外接電源的可能為原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：看電極兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)；看溶液兩極插入溶液中；看回路形成閉合回路或兩極直接接觸；看本質(zhì)有無(wú)氧化還原反應(yīng)發(fā)生(2)多池相連，但無(wú)外接電源時(shí)，兩極活潑性差異最大的 一池為原電池二、原電池正負(fù)極的判斷和電極反應(yīng)式的書寫1原電池正負(fù)極的判斷(1)由組成原電池的兩電極材料判斷對(duì)原電池而言，活潑的金屬是負(fù)極，活潑性較弱或能導(dǎo)電的非金屬是正極(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷原電池中，電流 由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流

7、向正極(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷在原電 池內(nèi)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極(4)根據(jù)兩極發(fā)生的反應(yīng)來判斷原電池的負(fù)極發(fā)生氧化 反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)(5)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷電極溶解的一極是負(fù)極有固體 析出或有氣體放出的一極是正極2電極反應(yīng)式的書寫(1)分清負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，一般是本身被氧化，正極發(fā) 生還原反應(yīng)，一般是電解質(zhì)中的陽(yáng)離子得電子(2)看清電解質(zhì)，電極反應(yīng)中生成的離子能否存在(3)注意得失電子守恒特別關(guān)注 原電池的電極類型不僅跟電極材料有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關(guān)如鎂鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂為負(fù)極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液，則鋁為負(fù)極，鎂為正極三、

8、原電池原理的應(yīng)用1比較不同金屬的活潑性強(qiáng)弱對(duì)于酸性電解質(zhì)，一般是作負(fù)極的金屬為較活潑金屬，作正極的是相對(duì)較不活潑的金屬2原電池的反應(yīng)速率較快構(gòu)成原電池反應(yīng)，往往能加快反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，粗鋅比純鋅反應(yīng)快，或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液，反應(yīng)加快3設(shè)計(jì)原電池從原理上講，氧化還原反應(yīng)均能設(shè)計(jì)原電池從使用的角度，反應(yīng)穩(wěn)定、持久、電流功率大，環(huán)保是發(fā)展方向特別關(guān)注分析原電池裝置，可分成三部分：(1)兩電極(電極名稱和反應(yīng)類型)(2)內(nèi)電路(電解質(zhì)：離子的定向移動(dòng)) (3)外電路(理順得失電子與氧化還原反應(yīng)和電子流向的關(guān)系)考查點(diǎn)一原電池原理 例1(2010陵水高二檢測(cè))某原電池總反應(yīng)的離子方程

9、式為：2Fe3Fe=3Fe2，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A正極為Cu，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為FeCl3B正極為C，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3C正極為Fe，負(fù)極為Zn，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3D正極為Ag，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3.答案C解析還原劑應(yīng)在負(fù)極上被氧化，材料為單質(zhì)鐵；氧化劑為Fe3，在正極上得到電子，電解質(zhì)溶液應(yīng)該為含有Fe3的溶液C選項(xiàng)不能實(shí)現(xiàn)2Fe3Fe=3Fe2.關(guān)鍵一點(diǎn) 在判斷電流方向時(shí)，易與電子流向混淆在外電路，電流從正極流向負(fù)極，而電子流向則與電流方向相反1如下圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是()解析：依據(jù)構(gòu)成原電池的四個(gè)必

10、要條件分析：A中兩電極相同；C中沒有構(gòu)成閉合回路；D中酒精是非電解質(zhì)唯有B符合條件答案： B考查點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用 例2X、Y、Z、W四塊金屬板分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中構(gòu)成原電池X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極；Z、W相連時(shí)，電流方向是WZ；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是()AXZWYBZXYWCXYZW DYWZX解析在原電池中，活潑金屬作原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬作原電池的正極，陽(yáng)離子或氧氣等在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反因此，X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，則活動(dòng)性XY；Z、W相連時(shí)，電流方向是WZ，則活動(dòng)性ZW；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活動(dòng)性XZ；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則活動(dòng)性WY.綜上，可以得出金屬的活動(dòng)性順序：XZWY.答案A關(guān)鍵一點(diǎn) 因?qū)υ姵氐墓ぷ髟砗碗娏鞣较蚰：鲥e(cuò)正、負(fù)極各發(fā)生還原、氧化反應(yīng)；電流方向與電子流動(dòng)方向相反2有A、B、C、D四種金屬將A與B用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈將銅浸入B的鹽溶液里，無(wú)明顯變化如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出據(jù)此，判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 ()ADCAB BDABCCDBAC DBAD