【最新精品教案】化學(xué)選修4第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(全章教案)

PAGE19PAGE第四章第一節(jié)原電池教學(xué)目標知識與技能：進一步了解原電池的工作原理，了解設(shè)計原電池、選用正負極的原則，以及電極反應(yīng)的概念。過程與方法：1.通過分組實驗讓學(xué)生體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力；2.實驗引導(dǎo)學(xué)生掌握以問題為中心的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法.情感態(tài)度與價值觀：使學(xué)生進一步從能量的角度理解化學(xué)科學(xué)對人類生活的重要貢獻。教學(xué)重點：原電池的工作原理，寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。教學(xué)難點：原電池的工作原理。教學(xué)方法：實驗探究法。課時安排：1課時教學(xué)過程：[問題情境]1.同學(xué)們在化學(xué)必修2關(guān)于《化學(xué)能與電能》章節(jié)中，學(xué)習(xí)了原電池的基本原理和形成條件，那如果有下列兩個裝置能形成原電池嗎？CuSOCuSO4溶液CuSO4溶液GZnCu(2)GGZnCuCuSO4溶液(1)2.為什么⑵不能形成原電池？（是⑵不能形成閉合回路。）鹽橋CuSO4溶液鹽橋CuSO4溶液CuSO4溶液GZnCu(3)（依據(jù)學(xué)生的方案，肯定切實可行的方案，如在兩燒杯間搭建鹽橋。）[實驗探究]在⑵裝置中使用鹽橋。觀察裝置⑶的實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象。[學(xué)生]通過觀察，記錄并講述實驗現(xiàn)象。[教師]歸納并板書實驗現(xiàn)象：①電流計指針偏轉(zhuǎn)，并指示電子是由鋅片流向銅片；②鋅片溶解質(zhì)量減少；③銅片上有紅色物質(zhì)析出。[結(jié)論]Cu-Zn-CuSO4溶液構(gòu)成了原電池，發(fā)生了原電池反應(yīng)，并且鋅為原電池的負極，銅為正極。問題：1.如何設(shè)法阻止溶液中的Cu2+在負極鋅表面還原以及能使⑶裝置原電池得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流呢？2.若把裝置⑶中左燒杯中的CuSO4溶液換成ZnSO4溶液可以嗎？實驗4-1觀察，記錄并講述實驗現(xiàn)象。①鹽橋存在時電流計指針偏轉(zhuǎn)，且指針偏轉(zhuǎn)角度隨時間的延續(xù)幾乎保持不變；②Zn片溶解，無紅色物質(zhì)析出，Cu片上有紅色物質(zhì)析出；③取出鹽橋電流計指針回到零點。[結(jié)論]Zn—Cu—ZnSO4溶液—CuSO4溶液—鹽橋構(gòu)成了原電池，且能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流；取出鹽橋時沒有電流產(chǎn)生，不能形成原電池。板書：1、構(gòu)造特點：雙液原電池由兩個半電池組成，每個半電池中的電極與電解質(zhì)溶液互不反應(yīng)，電池反應(yīng)的還原劑與氧化劑分別位于兩個半電池中，中間通過鹽橋連接形成閉合回路。2、電極反應(yīng)：負極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Cu）：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）3、電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu4、外電路：電子由負極（Zn片）流向正極（Cu片）；電流由正極（Cu片）流向負極（Zn片）；內(nèi)電路：陽離子移向正極（Cu片）；陰離子移向負極（Zn片）。5、鹽橋的作用：通過陰、陽離子的定向移動，在內(nèi)電路形成電流回路而不中斷電流。6、意義：隨開隨用，并能長時間產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。[小結(jié)并板書]原電池的原理及形成條件。1、原電池的定義：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。2、構(gòu)成原電池的條件：兩極一液閉合電路，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)3、原電池的電極：①材料種類：金屬—金屬（活潑性不同）；金屬—非金屬；金屬—金屬氧化物等。②負極：還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)的一極；正極：氧化劑發(fā)生還原反應(yīng).③正、負極的判斷方法：電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向（電子流出或電流流入的一極為負極，電子流入或電流流出的一極為正極）；池中實驗現(xiàn)象（電極本身溶解的為負極，電極上有金屬或氣體析出的為正極）。[作業(yè)]教材P72，習(xí)題1-6。

第四章第二節(jié)化學(xué)電源教學(xué)目標知識與技能：了解化學(xué)電源的分類，常用電池的構(gòu)成工作原理，加深對原電池原理的認識。過程與方法：培養(yǎng)學(xué)生運用對比法和理論聯(lián)系實際的能力及收集整理、分析資料的能力情感態(tài)度與價值觀：增強學(xué)生的環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展意識。教學(xué)重點：一次、二次電池和燃料電池的反應(yīng)式的書寫、性能及其應(yīng)用教學(xué)難點：化學(xué)電池的反應(yīng)原理教學(xué)過程復(fù)習(xí)：請同學(xué)以銅—鋅原電池為例，敘述原電池組成和工作原理板書：第二節(jié)化學(xué)電源舉例或?qū)嵨镎故荆撼Ｒ娀瘜W(xué)電源鋅—錳干電池、鉛蓄電池、鎳—鉻可充電電池、銀—鋅鈕扣電池的標本或模型板書：化學(xué)電池——將化學(xué)能變成電能的裝置講述：電池分類：一次電池、二次電池、燃料電池板書：一、一次電池投影：1.電池反：Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2.找出電池的正、負極(電池的正、負極反應(yīng)方程式看教材，不要求)2.銀鋅電池的電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)是KOH，發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成Ag和ZnO，請寫出該電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。分析、討論得結(jié)論講述：鋰電池的優(yōu)點：鋰具有密度小，還原性強的特性。以及鋰電池重量輕、電能高、壽命長、用途廣的特點。板書：二、二次電池—鉛蓄電池投影：放電充電鉛銻合金的格板，格板上填充的正極、負極材料，兩極之間注入硫酸的質(zhì)量分數(shù)（30%放電充電總反應(yīng)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)找出放電時(原電池)正負極材料與電極反應(yīng)方程式及反應(yīng)類型，計算當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5NA個電子時，蓄電池消耗硫酸的物質(zhì)的量。并分析充電的反應(yīng)。分析、討論得結(jié)論：板書：三、燃料電池投影：請寫出氫氧燃料電池在酸性及堿性電解質(zhì)下的正負極反應(yīng)、總反應(yīng)，并由此理解此類電池名稱的來源。板書：酸性電解質(zhì)：負極：2H2-4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O總反應(yīng)：2H2+O2==2H2O堿性電解質(zhì)負極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng):2H2+O2==2H2O討論、歸納：1.燃料電池的規(guī)律①燃料做負極，助燃劑氧氣為正極。②書寫方程式要考慮產(chǎn)生的離子是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。③電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。④電極反應(yīng)式必須遵循原子守恒與電苛守恒。2.燃料電池與前幾種電池的差別：①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。［閱讀］科學(xué)視野：燃料電池具有能量利用率高，可連續(xù)使用和污染小等優(yōu)點，已成為一種發(fā)展前景廣闊的化學(xué)電源。作業(yè)：1.燃料電池是燃料(如H2，CO，CH4等)跟氧氣或空氣反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解液為強堿溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說法中正確的是：(答案A、C)A.負極反應(yīng)為：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2OB.負極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-==4OH-C.隨著放電進行，溶液中的陰離子向負極移動D.隨著放電進行，溶液的PH值不變2.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)是(答案是C、D)放電充電H2+NiO(OH)Ni(OH)2，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述正確的是電池放電時，放電充電A.電池負極周圍溶液的OH-濃度不斷增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，H2是負極教學(xué)反思：本節(jié)內(nèi)容應(yīng)聯(lián)系生活實際，向綜合性、應(yīng)用性和實踐性轉(zhuǎn)化。因此本節(jié)課的設(shè)計應(yīng)注意：挖掘原電池的原理和組成條件，使學(xué)生認識到化學(xué)知識與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)發(fā)展、日常生活有密切的聯(lián)系，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。更重要的是啟發(fā)學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

第四章第三節(jié)電解池教學(xué)目標知識與技能：1.掌握電解的基本原理。初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法。2.使學(xué)生了解電解原理的應(yīng)用。3.通過對比、分析、明確原電池與電解池的區(qū)別和聯(lián)系。過程與方法：通過電解氯化銅水溶液的實驗，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析、推理、歸納和總結(jié)、探究等能力。情感態(tài)度與價值觀：(1)指導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)過程，激發(fā)其主動探究的意識。(2)對學(xué)生進行唯物辯證法教育和環(huán)境保護教育，加深學(xué)生對“理論來源于實踐，又反過來指導(dǎo)實踐”，這一認識規(guī)律的認識。教學(xué)重點：電解原理。教學(xué)難點：離子放電實質(zhì)。課時分配：第一課時，電解原理；第二課時，電解原理的應(yīng)用。教學(xué)方法：實驗探究與啟發(fā)討論法教學(xué)過程：教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖【引入】1.生活中常用的充電電池，充電的過程是怎樣的？2.人們用的銀制餐具，是純銀的嗎？又是怎么制作的？3．1807年，當(dāng)英國化學(xué)家戴維將鉑電極插入熔融的氫氧化鉀并接通直流電源時，奇跡終于發(fā)生了，在陰極附近產(chǎn)生一種銀白色金屬，隨即形成紫色的火焰，這就是發(fā)現(xiàn)鉀元素的主要過程當(dāng)時在社會上引起了轟動。他隨后用電解法又相繼發(fā)現(xiàn)了鈉鈣鍶鋇鎂等元素，成為發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素最多的人，這其中的奧妙是什么呢？積極思考創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生覺得將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容既熟悉又有趣?！緦嶒炋骄俊窟@就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——電解原理，首先，我們通過一個實驗，將CuCl2水溶液通電，仔細觀察實驗現(xiàn)象并記錄，描述分析實驗現(xiàn)象。做實驗，記錄現(xiàn)象①與電源的負極相連的碳棒上有一層紅色的固體析出，說明有銅生成。②與電源的正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生，并有刺激性氣味，用濕潤的ＫＩ淀粉試紙變藍，說明有氯氣生成。③電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電。④溶液的顏色逐漸變淺，說明Ｃｕ２＋的濃度逐漸減小。①培養(yǎng)實驗?zāi)芰秃献骶?。②提供直接?jīng)驗。③處理信息，得出結(jié)論?！居懻搯栴}】針對實驗中的現(xiàn)象討論以下問題1.通電前，氯化銅溶液里有哪些離子?這些離子的運動情況怎樣?2.通電時，這些離子的運動情況有什么變化?為什么?離子的濃度有什么變化？

3.當(dāng)離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)?

4.電子的流動方向如何?外電路上電流方向怎樣?5.構(gòu)成電解池的條件？電子從電源的負極沿導(dǎo)線流入碳棒（與負極相連），又從碳棒（與正極相連）流出，沿著導(dǎo)線流回電源正極，所以，外電路上的電流方向是由電源正極出發(fā)→碳棒(與正極相連）→碳棒(與負極相連)→回到電源負極。培養(yǎng)分析推理，歸納總結(jié)的能力?！緦嶒炋骄俊慨?dāng)電解一個電解質(zhì)溶液，在陰陽兩極上會發(fā)生什么樣的反應(yīng)？有什么規(guī)律？我們來電解兩個混合溶液（CuCl2＋FeCl2和KCl＋KI）探討一下？做實驗記錄實驗現(xiàn)象描述現(xiàn)象培育實驗探究能力【討論問題】在兩個混合溶液（CuCl2＋FeCl2和KCl＋KI）中分別存在哪些陰陽離子？根據(jù)實驗現(xiàn)象，是哪些陰陽離子在放電？有什么規(guī)律可尋？【總結(jié)】①陽離子放電能力與金屬活動性順序有關(guān)，越不活動的金屬，其離子越易得電子。②陰離子放電能力與其還原性有關(guān)，離子的還原性越強，放電能力越強培育歸納總結(jié)能力在水溶液中的放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2＋[特別提示]K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等活潑金屬的陽離子在水溶液中不放電。S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根[特別提示]含氧酸的酸根離子在水溶液中不放電加強理解【鞏固練習(xí)】以石墨為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式：①氯化氫②硫酸③氫氧化鈉④硫酸銅⑤硫酸鈉⑥氯化鉀學(xué)生練習(xí)鞏固知識，使理論聯(lián)系實際?！菊n下探索性練習(xí)】1.用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液時，兩極均能放出氣體，且溶液的PH值增大的是A氯化氫B硫酸銅C硫酸鈉D氫氧化鈉2.假如要將一根鐵釘鍍上銅，應(yīng)如何設(shè)計電解池，請畫出裝置圖。3.比較電解池和原電池。課后練習(xí)為下節(jié)內(nèi)容做下鋪墊板書設(shè)計一、電解原理構(gòu)成電解池的條件第二課時電解原理的應(yīng)用教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖【問題討論】如果電極一個用鐵，一個用石墨，電解質(zhì)溶液用CuCl2，一個制成原電池，一個制成電解池，請指出電子移動方向和電極反應(yīng)，以及區(qū)分正負極和陰陽極。討論，比較比較原電池和電解池的不同?！疽搿看蠹叶贾郎钪惺褂玫你y制餐具不是純銀的，而是鍍銀的，和我們上節(jié)課布置的讓大家在鐵釘上鍍銅的原理類似，屬于電解池的應(yīng)用，請大家展示自己設(shè)計的電解池。投影學(xué)生設(shè)計的裝置圖并進行評定。承上啟下，對上節(jié)內(nèi)容的鞏固和引出本節(jié)內(nèi)容?！締栴}討論】1.有些同學(xué)采用惰性電極做陽極，有些采用銅做陽極，哪種方法好，為什么？2.這種方法也可以應(yīng)用在銅的精煉上，比如用純銅板做陰極，粗銅板做陽極，CuSO4做電解液，兩極上分別發(fā)生了什么反應(yīng)？3.如果粗銅中含有鋅鎳銀金等雜質(zhì)，那么在兩個電極上又將發(fā)生什么變化？思考并討論深化電解原理這個概念?！練w納總結(jié)】以上是電解原理的應(yīng)用——電鍍，可以使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。增強理解【實驗探究】我們來看電解原理的另一個應(yīng)用，電解飽和食鹽水，這是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)，下面大家來做這個實驗，檢驗產(chǎn)物。做實驗，記錄，討論培養(yǎng)實驗?zāi)芰蛨F體協(xié)作能力?！窘榻B】上節(jié)課我們提到過英國化學(xué)家戴維發(fā)現(xiàn)鉀鈉鈣鍶鋇鎂等元素的過程，一般金屬的冶煉有加熱分解法，熱還原法，但是對于這些活潑的金屬，由于很難有還原劑將它們從其化合物中還原出來，所以只能采用電解法這種“最強有力的氧化還原手段”。理解承上啟下，呼應(yīng)重要知識點。【練習(xí)】請寫出電解NaCl和Al2O3的電極方程式和總方程式。練習(xí)鞏固電極反應(yīng)的書寫?！景鍟O(shè)計】二、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水制造燒堿、氯氣和氫氣。作業(yè)：1.用兩根碳棒為電極，電解氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉的混和溶液（假設(shè)三者濃度相等），一開始兩極上的產(chǎn)物為（A）A.碘和氫氣B.氯氣和氫氣C.氧氣和氫氣D.溴氣和氫氣2.以Pt作電極,用電源串聯(lián)電解分裝在兩個燒杯里的200mL0.3mol/LNaCl溶液和300mL0.1mol/L的AgNO3溶液,過一段時間后取出電極,將兩杯混合,則混合溶液的pH值(C)A.＜7B.＞7C.＝7D.≥7

第四章第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護教學(xué)目標知識與技能：1.學(xué)會書寫吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式，鞏固"析氫腐蝕"的電極反應(yīng)式。2.了解電化學(xué)防護的原理及方法。過程與方法：視頻圖片引入，緊密結(jié)合原電池和電解池原理，設(shè)問討論，引導(dǎo)學(xué)生討論研究，歸納小結(jié)，重點培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的能力。情感、態(tài)度與價值觀：防止腐蝕，任重道遠。培養(yǎng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，用科學(xué)知識武裝自己，提高分析問題、解決問題的能力，造福社會。教學(xué)重點：金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的電化學(xué)防護教學(xué)難點：金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學(xué)原理課時安排:2課時教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動設(shè)計意圖教師活動學(xué)生活動引入展示圖像和學(xué)生收集到的音像、資料（事先布置安排）等，由學(xué)生介紹金屬腐蝕給社會和生活帶來的巨大損失。事先收集相關(guān)腐蝕的圖片和錄像強化學(xué)生的直觀感受，激發(fā)學(xué)生探究金屬腐蝕的興趣和欲望講解介紹討論：1、金屬腐蝕的實質(zhì)金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2、金屬腐蝕分類：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質(zhì)液體（如石蠟）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。在生產(chǎn)和日常生活中比較普遍而且危害加大的，是金屬的電化學(xué)腐蝕。那么電化學(xué)腐蝕到底是怎么一回事呢？提出電化學(xué)腐蝕概念一、金屬的電化學(xué)腐蝕板書實驗實驗1Fe—C—稀硫酸溶液原電池中電流計有偏轉(zhuǎn)。試一試將稀硫酸溶液換為NaCl溶液，回路中會有電流產(chǎn)生嗎？學(xué)生討論，并分正反方辯論知識鋪墊，逐步推進學(xué)生實驗安排反方代表實驗證明?，F(xiàn)象：有電流產(chǎn)生。實驗證明設(shè)問問題：1.正負極參加反應(yīng)的物質(zhì)是什么？2.你能寫出電極反應(yīng)方程式嗎？學(xué)生思考討論討論思考學(xué)生討論負極反應(yīng)的物質(zhì)是鐵，電極反應(yīng)式：Fe－2e－＝Fe2＋正極：實驗2課本實驗4—3（建議：把試管的水中滴入幾滴紅色品紅，利于觀察。注意觀察點有可能是玻璃管末端水柱是從無到有。）學(xué)生觀察現(xiàn)象：有水柱產(chǎn)生。實驗為基礎(chǔ)設(shè)問問題:有水柱產(chǎn)生,你能得出什么結(jié)論？學(xué)生討論得出實驗結(jié)論小結(jié)參與反應(yīng)的氧化劑為氧氣板書正極反應(yīng)的物質(zhì)是氧氣，電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－總反應(yīng)為：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2小結(jié)板書電化學(xué)腐蝕定義：像這樣不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。1、吸氧腐蝕板書黑體一般情況下，鋼鐵（含碳合金）在潮濕的空氣中表面會形成一薄層水膜，水膜回溶解來自大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體，使水膜含有一定的氫離子。比如：H2O≒H＋＋OH－H2O＋CO2≒H2CO3≒H＋＋HCO3－正因為如此，可形成鐵—碳－水膜原電池，但一般情況下，水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣。所以發(fā)生“吸氧腐蝕”小結(jié)生成的Fe（OH）2具有還原性，又可以繼續(xù)被氧氣氧化，形成Fe（OH）3，F(xiàn)e（OH）2＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）3Fe（OH）3脫去一部分水就生成Fe2O3?xH2O，這就是鐵銹的成份。鐵銹疏松地覆蓋在鐵釘表面，一定程度上可以阻止鐵定的繼續(xù)腐蝕。練習(xí)相關(guān)電極方程式和化學(xué)方程式知識小結(jié)聯(lián)系生活板書1.吸氧腐蝕負極：Fe－2e－＝Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－總反應(yīng)為：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2Fe（OH）2＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）3Fe（OH）3→Fe2O3?xH2O（脫水）2.析氫腐蝕2、析氫腐蝕講述與“吸氧腐