高二化學選修四原電池

高二化學選修四原電池高二化學選修四原電池知人善教培養(yǎng)品質(zhì)引發(fā)成長動力高二化學選修四原電池一對一輔導(dǎo)教案學生姓名性別男年級高二學科化學授課教師上課時間年月日第（）次課共（)次課課時：課時教學課題原電池教學目標1．體驗化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程。2．了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。教學重點與難點1.通過實驗體驗由化學能轉(zhuǎn)為電能的探究.2．掌握原電池的工作原理.3．能正確書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式教學過程原電池原電池原電池電極的判斷：較活潑金屬作負極，較不活潑金屬或石墨等電極作正極電極反應(yīng)負極：發(fā)生氧化反應(yīng)正極：發(fā)生還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)換：化學能轉(zhuǎn)化為電能：電子、離子的移向電子由負極流向正極陰離子向負極遷移，陽離子向正極遷移原電池形成條件有電解質(zhì)溶液,并能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)有兩個活潑性不同的電極構(gòu)成閉合回路2．金屬的腐蝕（以鋼鐵腐蝕為例)金屬的腐蝕金屬的腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕【電極反應(yīng)】負極（鐵原子）：Fe–2e-=Fe2+正極（碳原子）：2H++2e-=H2↑【環(huán)境】酸性較強的溶液的溶液析氫腐蝕吸氧腐蝕【環(huán)境】酸性較弱的溶液或中性溶液的溶液【電極反應(yīng)】負極：Fe–2e-=Fe2+正極：2H2O+O2+4e-=4OH-3．金屬的防護加覆蓋層加覆蓋層犧牲陽極的陰極防護法（原電池原理）外加電源的陰極防護法（電解原理）金屬的防護電化學防護改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)1。原理(以銅、鋅原電池為例）原電池是利用氧化還原反應(yīng)原理將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。裝置舉例2。電極反應(yīng)鋅片負極，發(fā)生氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋銅片正極，發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu總電極反應(yīng)式為:Cu2＋＋Zn=Cu＋Zn2＋3．構(gòu)成條件條件兩個活潑性不同的電極,較活潑的做負極電解質(zhì)溶液形成閉合回路能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)1.用還原性較強的物質(zhì)作負極,向外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作正極，從外電路得到電子。2．將兩極浸在電解質(zhì)溶液中，通過陰、陽離子的定向移動形成內(nèi)電路。3．放電時負極上的電子通過導(dǎo)線流向正極，再通過溶液中離子移動形成的內(nèi)電路構(gòu)成閉合回路。原電池正、負極的判斷方法1．由組成原電池的兩極材料判斷較活潑的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2．根據(jù)電流方向或電子流向判斷外電路中，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。3．根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極.4．根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷原電池中，負極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個總方程式，則可根據(jù)化合價升降來判斷。5．根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極上放電，該極為正極,活潑性較弱；反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解,為負極,活潑性較強。6．根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因為該電極發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說明該電極為正極，活動性較弱。7．根據(jù)某電極（X)附近pH的變化判斷生成H2或吸收O2電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說明X極為正極，金屬活動性較弱。原電池中，活潑性強的金屬不一定做負極：如下面的原電池.(1）中Al作負極。(2）中Cu作負極.某高二化學興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進行了以下一系列實驗，實驗結(jié)果如下。試根據(jù)下表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題：編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al（1)實驗1、2中Al所作的電極是否相同?（2)寫出實驗3中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。(3）實驗4中Al作正極還是作負極？為什么？寫出Al電極的電極反應(yīng)式.（4）解釋實驗5中電流計指針偏向Al的原因.（5）根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是作負極受到哪些因素的影響?【解析】一般情況下,較活潑的金屬作原電池的負極，根據(jù)實驗1、2的結(jié)果,自然得出1中Al作正極,2中Al作負極.在NaOH溶液中，Al比Mg活潑,作負極。在濃硝酸中由于Al發(fā)生鈍化,Zn作負極?！敬鸢浮浚?)不同；(2)Al為負極：Al－3e－=Al3＋,石墨為正極：2H＋＋2e－=H2↑，2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；（3）Al作負極，因為Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能與NaOH溶液反應(yīng),Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al（－,2)＋2H2O;（4)實驗5中由于Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化,所以Zn為負極；(5）與另一電極材料的活潑性、電解質(zhì)溶液的酸堿性以及電解質(zhì)溶液的氧化性強弱等因素有關(guān)。本題學生易只考慮活潑性強的作原電池負極,而易忽略原電池必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng).1．有如圖所示的兩個原電池裝置，下列說法不正確的是()A．A池中負極的電極反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋B．Mg在A池中為負極,在B池中為正極C．B池中電子的流向：Mg→AlD．原電池工作一段時間后，A池溶液的pH會增大【解析】判斷原電池正負極,除考慮活潑性還要注意電解質(zhì)溶液對正負極的影響。對于稀硫酸來說，鎂是比鋁更活潑的金屬；但對于氫氧化鈉溶液來說,鋁是比鎂更活潑的金屬，所以A池中鎂是負極，B池中鋁是負極,B對；A池中電極反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋，A對；B池中電子流向為Al→Mg，C項錯。A池中正極2H＋＋2e－=H2↑，隨著反應(yīng)進行，c（H＋）減少，pH增大,D對.2.原電池的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率例如:在鋅與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。2．比較金屬活動性強弱例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到a極溶解,b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負極，b是正極,由原電池原理可知,金屬活動性a〉b.3．用于金屬的防護如要保護一個鐵閘，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負極,鐵閘作正極。4．設(shè)計化學電池例如：以2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2為依據(jù),設(shè)計一個原電池.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進行實驗。裝置現(xiàn)象金屬A不斷溶解，生成二價離子C的質(zhì)量增加A上有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題:（1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是_________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式_________________________。（3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”）。（4)四種金屬活潑性由強到弱的順序是_____________________________?！窘馕觥考住⒁?、丙均為原電池裝置，依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B為正極，活潑性：A〉B，乙中C極增重,即析出Cu,則B為負極，活潑性：B>C,丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性：D>A,隨著H＋的消耗，pH變大?！敬鸢浮浚?)A－2e－=A2＋（2)Cu2＋＋2e－=Cu(3）變大(4）D〉A(chǔ)>B>C2．有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下實驗：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中,A為負極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時浸入稀硫酸溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D用導(dǎo)線相連后,同時浸入稀硫酸溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動性順序是(）A．A＞B＞C＞DB．A＞C＞D＞BC．C＞A＞B＞DD．B＞D＞C＞A鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。（1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:_________________________________________.（2)若將(1）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池,請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)_________________________;負極反應(yīng)_________________________.練習題1．下圖中能組成原電池產(chǎn)生電流的是（）2．下列說法正確的是()A．原電池是把電能轉(zhuǎn)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(yīng)C．原電池的兩極發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)D．形成原電池后，原電池中的陽離子向正極移動3．一個原電池反應(yīng)的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該原電池的正確組成是（)ABCD正極ZnCuCuZn負極CuZnZnCu電解質(zhì)溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液CuCl2溶液4．利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2設(shè)計一個原電池。在下圖方格內(nèi)畫出實驗裝置圖,并指出正極材料為________,電極反應(yīng)式為_______________________;負極材料為________，電極反應(yīng)式為_________.1．下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()2．根據(jù)原電池的有關(guān)知識,下列反應(yīng)不能用于原電池的是(）A．2H2＋O2點燃,2H2OB．2CH3OH＋3O2點燃,2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑D．NaOH＋HCl=NaCl＋H2O3．100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的量，可采用的方法是(）A．加入適量的6mol/L的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液4．X、Y、Z、M、N代表五種金屬，有以下化學反應(yīng)：(1)水溶液中X＋Y2＋=X2＋＋Y;(2）Z＋2H2O（冷水)=Z(OH）2＋H2↑；(3）M、N為電極,與N鹽溶液組成原電池,電極反應(yīng)為M－2e－=M2＋；(4)Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化。則這五種金屬的活動性由弱到強的順序是（)A．M<N〈Y<X<ZB．N〈M<X〈Y〈ZC．N<M<Y〈X<ZD．X<Z<N〈M<Y5．下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池,某實驗興趣小組同學做完實驗后,在讀書卡片上記錄如下：卡片；No。28時間：2011。03.20實驗后的記錄：①Zn為正極，Cu為負極②H＋向負極移動③電子流動方向為Zn→Cu④Cu極有H2產(chǎn)生⑤若有1mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生的H2為0。5mol⑥正極反應(yīng)式:Zn－2e－=Zn2＋卡片上的描述合理的是（)A.①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D(zhuǎn)．②③④6．控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如下圖所示的原電池.下列判斷不正確的是（）甲乙A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負極7．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形管）構(gòu)成一個原電池.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實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作;④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同。A．①②B．②③C．②④D．③④8.如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是(）A．外電路的電流方向為：X→外電路→YB．若兩電極分別為Zn和碳棒,則X為碳棒，Y為ZnC．若兩電極都是金屬，則它們的活動性為X〉YD．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)9．在如圖所示裝置中,觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗,N棒變細,由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì),其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液10．如圖所示，X為單質(zhì)硅，Y為金屬鐵，a為NaOH溶液,組裝成一個原電池，下列說法正確的是（)A．X為負極，電極反應(yīng)為：Si－4e－=Si4＋B．X為正極,電極反應(yīng)為：4H2O＋4e－=4OH－＋2H2↑C．X為負極，電極反應(yīng)為：Si＋6OH－－4e－=SiOeq\o\al（2－,3）＋3H2OD．Y為負極，電極反應(yīng)為：Fe－2e－=Fe2＋11．（1）下列裝置屬于原電池的是________.（2)在選出的原電池中，________是負極，發(fā)生______反應(yīng)，________是正極,該極的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。（3）此原電池反應(yīng)的化學方程式為_______________________________________________________