第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第一課時(shí)原電池的工作原理(教師用書獨(dú)具)●課標(biāo)要求體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，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?！裾n標(biāo)解讀1.以銅鋅原電池為例，體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程。2．熟悉原電池的工作原理。3．會(huì)正確判斷原電池的正板和負(fù)極；學(xué)會(huì)原電池電極反應(yīng)式的書寫方法?！窠虒W(xué)地位本課時(shí)內(nèi)容在必修2已有一定的了解，本課時(shí)是該內(nèi)容的加深和發(fā)展。不僅要求理解原電池的工作原理，而且要求根據(jù)有關(guān)原理進(jìn)行原電池設(shè)計(jì)，并寫出相應(yīng)方程式，這是電化學(xué)知識(shí)中的重要內(nèi)容之一，因此成為歷年高考的必考內(nèi)容。(教師用書獨(dú)具)●新課導(dǎo)入建議1780年11月的一天，意大利生物學(xué)家伽伐尼教授正在廚房里做菜，今天他準(zhǔn)備做的菜是燴蛙腿——這是一道傳統(tǒng)的波洛尼亞名菜。伽伐尼教授是位解剖專家，當(dāng)用銅鉤將剝光了皮的青蛙勾住掛在鐵制架子上時(shí)，他發(fā)現(xiàn)蛙腿抽搐了幾下，這使他大為驚奇，難道青蛙又復(fù)活了？1791年伽伐尼發(fā)表了一篇關(guān)于蛙腿抽搐的論文，錯(cuò)誤地指出：使蛙腿抽搐的電流來自青蛙本身，并稱之為“動(dòng)物電”。著名科學(xué)家伏特教授通過多次的反復(fù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在銅制解剖盤里做實(shí)驗(yàn)，蛙腿出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，在木板上實(shí)驗(yàn)時(shí)蛙腿不再出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象了，終于找到了一個(gè)重要的事實(shí)：只有用活潑性不同的兩種金屬同時(shí)接觸蛙腿時(shí)才會(huì)產(chǎn)生抽搐現(xiàn)象，由此伏特得出一個(gè)重要的結(jié)論，并據(jù)此設(shè)計(jì)出了世界上第一個(gè)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——伏打電池(伏特曾叫它伽伐尼電池)。伏特得出的一個(gè)重要的結(jié)論是什么？●教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：1．看教材P13－14填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“一、原電池的工作原理”并完成[思考交流1]，看教材P14，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“二、原電池構(gòu)成條件”并完成[思考交流2]2．建議方式：同學(xué)之間可以進(jìn)行討論交流?步驟1：導(dǎo)入新導(dǎo)入新課，本課時(shí)教學(xué)地位分析?步驟2：建議對(duì)[思考交流]1、2多提問幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究?步驟5：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的1、2、5題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟4：教師通過[例1]和教材P13的講解對(duì)探究1中的“原電池正負(fù)極的判斷方法”進(jìn)行總結(jié)。?步驟3：師生互動(dòng)完成探究1“原電池正負(fù)極的判斷方法”。互動(dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。建議除例1外，再變換一下命題角度，設(shè)置一些備選例題以拓展學(xué)生的思路。?步驟6：師生互動(dòng)完成探究2“原電池原理的應(yīng)用”。互動(dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。建議除例2外，可使用“教師備課資源”為您提供的備選例題以拓展學(xué)生的思路。?步驟7：教師通過[例2]和教材P14的講解對(duì)探究2中的“原電池的設(shè)計(jì)方法”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的3、4題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟9：先由學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照[課堂小結(jié)]以明確掌握已學(xué)內(nèi)容。安排學(xué)生課下完成[課后知能檢測(cè)]課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程。2.使學(xué)生進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件。3.能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。1.加深對(duì)原電池工作原理的理解。(重難點(diǎn))2.熟悉電極反應(yīng)式書寫的注意事項(xiàng)。(重點(diǎn))3.能根據(jù)提供的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。(難點(diǎn))(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第1頁(yè))原電池的工作原理1.原電池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．原電池的構(gòu)成條件發(fā)生氧化還原反應(yīng)兩個(gè)電極構(gòu)成閉合回路原電池電解質(zhì)溶液3．原電池原理(以鋅銅原電池為例)得失電子失電子得電子電極名稱負(fù)極正極電子流向流出流入反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極反應(yīng)式Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)式Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu1．原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中的離子是怎樣移動(dòng)的？【答案】電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。原電池構(gòu)成條件1.首要前提(反應(yīng)本質(zhì))——自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。2．有兩種活潑性不同的導(dǎo)體(金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮麟姌O)。3．兩個(gè)電極均需插入電解質(zhì)溶液(可以是同一種溶液，若為不同溶液則用鹽橋相連)。4．兩極必須相互接觸或連接，構(gòu)成閉合回路。韻語巧記：一強(qiáng)一弱兩塊板，兩極必用導(dǎo)線連，同時(shí)插入電解液，活潑性導(dǎo)體溶里邊。2．鹽橋在原電池中有何作用？【答案】利用溶液中離子的移動(dòng)，使兩個(gè)半電池中的溶液形成閉合回路。(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第2頁(yè))原電池正負(fù)極的判斷方法【問題導(dǎo)思】①原電池的正負(fù)極與電子的得失有何關(guān)系？【答案】正極，得到電子；負(fù)極，失去電子。②發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，一般質(zhì)量減輕的電極是正極還是負(fù)極？為什么？【答案】一般質(zhì)量減輕的電極是負(fù)極，因?yàn)樨?fù)極材料較活潑，易失去電子而變成離子進(jìn)入溶液中。1．由組成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2．根據(jù)電流方向或電子流向判斷。電流是由正極流向負(fù)極；電子是由負(fù)極流向正極。3．根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。4．根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斯。原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。5．根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡放出的一極為正極。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；而鎂—鋁電極在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，鋁為負(fù)極，鎂為正極。(多選)銅鋅原電池(如下圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋B．電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液【解析】A項(xiàng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋；B項(xiàng)，由正、負(fù)兩極發(fā)生的半反應(yīng)合并得總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；C項(xiàng)，電子流向?yàn)樨?fù)極沿導(dǎo)線到正極；D項(xiàng)，由于Cu2＋放電，為使CuSO4溶液保持電中性，則鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液?！敬鸢浮緽C原電池圖示如下負(fù)極氧化反應(yīng)e－正極還原反應(yīng)電解質(zhì)溶液1．關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是()A．銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減少C．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原【解析】由所給圖示可知Zn為原電池負(fù)極，失去電子被氧化，電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極銅電極，溶液中的氫離子在正極得到電子而被還原為H2。電流與電子流動(dòng)的方向相反?！敬鸢浮緿原電池原理的應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①某金屬與酸反應(yīng)，如設(shè)計(jì)成原電池，反應(yīng)速率怎樣變化？【答案】加快。②利用原電池反應(yīng)，如何比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱？【答案】通常情況下，做負(fù)極的是較活潑的金屬。③由已知反應(yīng)，怎樣設(shè)計(jì)化學(xué)電池？【答案】步驟如下：a.將總反應(yīng)式拆成兩個(gè)半反應(yīng)；b.選電極材料；c.確定電解質(zhì)溶液；d.構(gòu)成閉合回路。1．加快氧化還原反應(yīng)的速率例如：在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。2．比較金屬活潑性強(qiáng)弱例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀H2SO4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(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性a>b。3．設(shè)計(jì)化學(xué)電池例如：以2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2為依據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。(1)將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別寫出原電池的負(fù)極、正極電極反應(yīng)式。負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋正極：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(2)確定電極材料如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接做負(fù)極；如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子，可用惰性電極(如Pt、碳棒)做負(fù)極。(3)確定電解質(zhì)溶液一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液即可。(4)構(gòu)成閉合回路。設(shè)計(jì)化學(xué)電池時(shí)，為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電池反應(yīng)是否符合要求，可將所設(shè)計(jì)的電池進(jìn)行分析，明確正、負(fù)極的電極反應(yīng)，得出總反應(yīng)，再與要求設(shè)計(jì)的反應(yīng)對(duì)照即可。(云南祿豐高二期中)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________。(2)外電路中的電子是從________電極流向________電極。(3)銀電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________?！窘馕觥坑煽偡磻?yīng)知負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋；正極：2Ag＋＋2e－=2Ag。(1)由圖示分析知X做負(fù)極，電極材料是銅，Y中電解液中含Ag＋，只能是AgNO3溶液。(2)在外電路中，電子從負(fù)極流向正極，故電子從X電極流向Ag電極?！敬鸢浮?1)CuAgNO3(2)X(或Cu)Ag(3)2Ag＋＋2e－=2Ag2．X、Y、Z、W四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z；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()A．X>Z>W>Y B．Z>X>Y>WC．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X【解析】電解質(zhì)溶液：稀硫酸【答案】A【教師備課資源】注意原電池工作原理中的三種特殊情況1．不要認(rèn)為“活潑金屬一定作負(fù)極”，如下圖甲池中Mg作負(fù)極：Mg－2e－=Mg2＋，Al作正極：2H＋＋2e－=H2↑；乙池中由于鎂不與NaOH反應(yīng)，而Al和NaOH溶液的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以Al作負(fù)極：Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，Mg作正極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。甲池乙池2．原電池中，電極材料可能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，也可能與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)。如下圖所示。3．形成閉合回路的方式有多種，可以是導(dǎo)線連接兩個(gè)電極，也可以是兩電極直接接觸。如下圖所示。原電池電子流動(dòng)方向離子移動(dòng)方向能量變化構(gòu)成條件電極反應(yīng)類型電極判斷依據(jù)電極反應(yīng)式書寫1．有關(guān)原電池的下列說法中，正確的是()A．在外電路中電子由正極流向負(fù)極B．在原電池中，只有金屬鋅作負(fù)極C．原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極方向移動(dòng)D．原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向負(fù)極方向移動(dòng)【解析】本題考查的是原電池的工作原理。在原電池中，電子由負(fù)極流向正極，A錯(cuò)誤；在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，不一定是鋅；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，陽(yáng)離子在正極被還原，所以電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，而陰離子向負(fù)極移動(dòng)。故正確答案為C?！敬鸢浮緾2．在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A．正極附近的SOeq\o\al(2－,4)濃度逐漸增大B．電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C．正極有O2逸出D．銅片上有H2逸出【解析】在Zn－Cu－H2SO4組成的原電池中，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生H2，電子由鋅片流向銅片，由于Zn極帶正電，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故選D。【答案】D3．事實(shí)證明，原電池中發(fā)生的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)。利用下列化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池的是()A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH>0B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH<0D．CaCO3(s)＋2HCl(aq)=CaCl2(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH<0【解析】原電池是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，由條件知是放熱反應(yīng)，A為吸熱反應(yīng)，B、D不是氧化還原反應(yīng)，選C。【答案】C4．一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該反應(yīng)的原電池的正確組成是()ABCD正極ZnCuCuMg負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液CuCl2溶液【解析】根據(jù)Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu知，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－=Zn2＋，是電池負(fù)極；正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，故正極材料可以是石墨或Cu等，電解質(zhì)溶液應(yīng)是可溶性銅鹽溶液，C符合?！敬鸢浮緾5．(1)下列裝置屬于原電池的是________。(2)在選出的原電池中，________是負(fù)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(xué)方程式為_________________?！窘馕觥?1)構(gòu)成原電池的條件：a.兩個(gè)活潑性不同的電極；b.電解質(zhì)溶液；c.形成閉合回路；d.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。根據(jù)此條件知⑤屬于原電池。(2)(3)在⑤原電池中，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，表面有氣泡冒出，反應(yīng)實(shí)質(zhì)為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑?！敬鸢浮?1)⑤(2)Fe氧化CuCu表面有氣泡產(chǎn)生(3)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑1．(2012·浙江嘉興南湖高二期中)由銅片、鋅片和稀硫酸組成的原電池，硫酸根離子移向的一極是()A．陽(yáng)極B．陰極C．負(fù)極D．正極【解析】原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極?！敬鸢浮緾2．在圖中的8個(gè)裝置中，能夠發(fā)生原電池反應(yīng)的是()①②③④⑤⑥⑦⑧A．①②③⑤⑧ B．③④⑥⑦C．④⑤⑥⑦ D．①③⑤⑦【答案】D3．有關(guān)如圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液)()A．銅片上有氣泡逸出B．取出鹽橋后，檢流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．反應(yīng)中，鹽橋中的K＋會(huì)移向CuSO4溶液D．反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變【解析】由題圖可得知，Cu為正極，電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－=Cu，Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋，則銅片上應(yīng)有固體析出，反應(yīng)后銅片質(zhì)量增加，所以A、D均錯(cuò)誤；取出鹽橋后，原電池成為斷路，因此檢流計(jì)不會(huì)再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；左池中由于銅離子的反應(yīng)，正電荷減少，為保持電中性，鹽橋中的K＋會(huì)移向CuSO4溶液，C正確?！敬鸢浮緾4．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(duì)此裝置的下列說法正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB．若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為ZnC．若兩電極都是金屬，則它們的活潑性為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)【解析】由圖可知，電子的流動(dòng)方向是X→外電路→Y，則電流的方向就為Y→外電路→X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動(dòng)性比Y的強(qiáng)；X極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，Y極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)。所以，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。【答案】C5．如圖所示裝置中，可觀察到檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，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銅鋅稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【解析】N棒變細(xì)，說明N為較活潑金屬做負(fù)極，M棒變粗，說明M為正極，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子得電子析出金屬?！敬鸢浮緾6．實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備較快地制取氫氣，可采用的方法是()A．用純鋅與稀H2SO4溶液反應(yīng)B．用純鋅與濃HCl溶液反應(yīng)C．用粗鋅與HNO3溶液反應(yīng)D．用在CuSO4溶液中浸泡過的鋅與稀H2SO4溶液反應(yīng)【解析】B項(xiàng)會(huì)混入大量的HCl；C項(xiàng)不產(chǎn)生H2；D項(xiàng)中鋅表面有置換出的銅，放入稀H2SO4溶液時(shí)，會(huì)構(gòu)成原電池而加快H2的逸出，故D正確。【答案】D7．(2012·金華高二月考)將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸中，并經(jīng)過一段時(shí)間后，下列各敘述中正確的是()A．負(fù)極有Cl2逸出，正極有H2逸出B．負(fù)極附近Cl－的濃度減小C．正極附近Cl－的濃度逐漸增大D．溶液中Cl－的濃度基本不變【解析】Fe為負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋；Ag為正極：2H＋＋2e－=H2↑，Cl－的濃度基本不變。【答案】D8．(2011·福建高考)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()A．水既是氧化劑又是溶劑B．放電時(shí)正極上有氫氣生成C．放電時(shí)OH－向正極移動(dòng)D．總反應(yīng)為：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑【解析】金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Li－e－=Li＋，LiOH溶液中的陽(yáng)離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正極反應(yīng)是：2H＋＋2e－=H2↑，由于H＋來自于水的電離，所以H＋放電的同時(shí)溶液中產(chǎn)生了OH－，即該反應(yīng)的總反應(yīng)為：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，水既是氧化劑又是溶劑。在原電池的放電過程中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以O(shè)H－向負(fù)極移動(dòng)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】C9．茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、Pt－Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中()①鋁合金是陽(yáng)極②鋁合金是負(fù)極③海水是電解液④鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A．②③ B．②④C．①③ D．①④【解析】分析航標(biāo)燈的電源結(jié)構(gòu)，活潑金屬鋁合金作負(fù)極，相對(duì)不活潑金屬Pt－Fe合金作正極，電解質(zhì)溶液是海水。鋁合金作負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故①④錯(cuò)誤；②③正確?！敬鸢浮緼10．(2012·無錫高二質(zhì)檢)(雙選)以鋅片和銅片為電極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2mol電子時(shí)，下列說法中正確的是()A．鋅片溶解了1mol，銅片上析出1mol氫氣B．兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等C．鋅片溶解了1g，銅片上析出1g氫氣D．鋅片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol【解析】Zn、Cu作電極，以H2SO4為電解質(zhì)溶液的電池反應(yīng)為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑2e－1mol1mol1mol2mol65g2g故通過2mol電子時(shí)，溶解1molZn片，同時(shí)銅極產(chǎn)生1molH2，消耗1molH2SO4。【答案】AD11．如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)()A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定B．鐵圈和銀圈仍保持平衡狀態(tài)不變C．鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D．銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是________________________________________________________________________。【解析】該裝置是一個(gè)Fe為負(fù)極、Ag為正極、CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液的原電池。【答案】(1)D(2)原電池反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，生成的銅附著在銀圈上12．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。(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(qiáng)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(fù)極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)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?1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)變大(4)D>A>B>C13．一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆分，寫成兩個(gè)“半反應(yīng)式”，一個(gè)是“氧化反應(yīng)”式，一個(gè)是“還原反應(yīng)”式。如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，可以寫成：氧化反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋；還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋。(1)根據(jù)以上信息將反應(yīng)3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO拆分為兩個(gè)“半反應(yīng)式”：氧化反應(yīng)式________________________________________________________________________________________________________________________________________________；還原反應(yīng)式________________________________________________________________________。(2)已知某一反應(yīng)的“半反應(yīng)式”為CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O；O2＋2H2O＋4e－=4OH－，則總反應(yīng)式為________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，通過分析化合價(jià)變化，發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極反應(yīng)，因此“氧化反應(yīng)”式為2NO2＋2H2O－2e－=2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋，“還原反應(yīng)”式為NO2＋2H＋＋2e－=NO＋H2O。(2)本題已給出了兩個(gè)“半反應(yīng)式”，因此據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，將二式合并，即得總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。【答案】(1)2NO2＋2H2O－2e－=2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋NO2＋2H＋＋2e－=NO＋H2O(2)CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O14．由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。(1)原電池的負(fù)極反應(yīng)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，正極反應(yīng)是________________________________________________________________________。(2)電流的方向是________。(3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗________g鋅，有________個(gè)電子通過了導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是________(設(shè)溶液體積不變)?！窘馕觥慨a(chǎn)生0.075molH2，通過0.075mol×2＝0.15mol電子，消耗0.075molZn和0.075molH2SO4。所以m(Zn)＝0.075mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝eq\f(0.075mol×2,0.2L)＝0.75mol·L－1?！敬鸢浮?1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)由Cu極流向Zn極(3)4.8759.03×10220.75mol·L－1第二課時(shí)化學(xué)電源(教師用書獨(dú)具)●課標(biāo)要求通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用?！裾n標(biāo)解讀1.知道化學(xué)電源的分類方法。2．熟悉幾種常見化學(xué)電源的組成和工作原理。3．知道化學(xué)電源的廣泛應(yīng)用，及廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害?！窠虒W(xué)地位本課時(shí)內(nèi)容是理論知識(shí)在實(shí)踐中的延伸和拓展，簡(jiǎn)單介紹了幾種電池的基本構(gòu)造、工作原理，性能和適用范圍。課本中出現(xiàn)的這幾種典型的化學(xué)電源或在新科技發(fā)明中出現(xiàn)的新電池，都可做為高考命題的熱點(diǎn)，但考查的核心化學(xué)知識(shí)點(diǎn)仍然是原電池的工作原理。(教師用書獨(dú)具)●新課導(dǎo)入建議現(xiàn)在，各種各樣的電池特別多，像手電筒上用的干電池，手機(jī)上用的鋰電池，汽車上用的蓄電池，還有新型環(huán)保公交車上的燃料電池等，種類繁多。你知道化學(xué)電源是怎樣分類的嗎？●教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：1．看教材P15填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“一，化學(xué)電池的分類”看教材P15－17，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“二，常見電池”并完成[思考交流]2．建議方式：同學(xué)之間可以進(jìn)行討論交流?步驟1：導(dǎo)入新導(dǎo)入新課，本課時(shí)教學(xué)地位分析?步驟2：建議對(duì)[思考交流]1、2多提問幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究?步驟5：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的3、4、5題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟4：教師通過[例1]和教材P15的講解對(duì)探究1中的“原電池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫方法和規(guī)律”進(jìn)行總結(jié)。?步驟3：師生互動(dòng)完成探究1“原電池電極反應(yīng)式與電池反應(yīng)式的書寫”?；?dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。建議除例1外，再變換一下命題角度，設(shè)置一些備選例題以拓展學(xué)生的思路。?步驟6：師生互動(dòng)完成探究2“各種化學(xué)電源的比較”。互動(dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。?步驟7：教師通過[例2]和教材P16－17的講解對(duì)探究2中的“各種化學(xué)電源的特點(diǎn)”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的1、2題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟9：先由學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照[課堂小結(jié)]以明確掌握已學(xué)內(nèi)容。安排學(xué)生課下完成[課后知能檢測(cè)]課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.使學(xué)生了解日常生活中常用的化學(xué)電源的種類和新型化學(xué)電源。1.一次電池、二次電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用。(重難點(diǎn))2.了解常見化學(xué)電源的工作原理，學(xué)會(huì)電極反應(yīng)式的書寫。2.熟悉電極反應(yīng)式的書寫技巧。(重點(diǎn))(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第1頁(yè))化學(xué)電池的分類化學(xué)電池eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一次電池普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池,二次電池鉛蓄電池,燃料電池氫氧燃料電池))常見電池1.銀鋅鈕扣電池(一次電池)(1)組成(2)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2。正極：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。2．鋅錳干電池(一次電池)(1)組成：分為酸性鋅錳電池(普通鋅錳干電池)和堿性鋅錳電池，其正極為石墨棒，負(fù)極為鋅筒，前者電解質(zhì)溶液為NH4Cl和ZnCl2混合液，后者電解質(zhì)為KOH。(2)電極反應(yīng)及電池反應(yīng)對(duì)于堿性鋅錳干電池：負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－電池反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnOOH。(3)特點(diǎn)：比能量大，能提供較大電流并連續(xù)放電。3．鉛蓄電池(二次電池)(1)組成(2)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)①放電時(shí)負(fù)極：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4(氧化反應(yīng))正極：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O(還原反應(yīng))總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O②充電時(shí)鉛蓄電池的充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆反應(yīng)。陰極：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)(還原反應(yīng))陽(yáng)極：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)(氧化反應(yīng))總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)。上述充、放電反應(yīng)可寫成如下化學(xué)方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up14(放電),\s\do14(充電))2PbSO4＋2H2O(3)特點(diǎn)可重復(fù)使用，電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉、生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境。1．銀鋅電池工作時(shí)，兩電極附近溶液的pH如何變化？【答案】負(fù)極周圍pH減小，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)負(fù)極消耗OH－，正極周圍pH增大，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)正極產(chǎn)生OH－。2．鉛蓄電池放電時(shí)的正、負(fù)極在充電時(shí)分別作什么極？【答案】放電時(shí)的負(fù)極作充電時(shí)陰極；放電時(shí)的正作充電時(shí)的陽(yáng)極。(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第2頁(yè))原電池電極反應(yīng)式與電池反應(yīng)式的書寫【問題導(dǎo)思】①如給出原電池的電池反應(yīng)，如何正確的判斷正極和負(fù)極的反應(yīng)物？【答案】分析有關(guān)元素的化合價(jià)變化，化合價(jià)升高的是負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，化合價(jià)降低的是正極反應(yīng)物質(zhì)。②電解質(zhì)溶液是否一定會(huì)參與電極反應(yīng)？【答案】不一定，有可能是空氣中的氧氣參加反應(yīng)。③原電池的電池反應(yīng)化學(xué)方程式與正負(fù)極的電極反應(yīng)式有何關(guān)系？【答案】正負(fù)極電極反應(yīng)式疊加可得原電池的電池反應(yīng)化學(xué)方程式。1．書寫原則(1)遵守質(zhì)量守恒和電荷守恒。(2)正、負(fù)極電極反應(yīng)式的加和消去電子即為電池反應(yīng)式。(3)弱電解質(zhì)、氣體或難溶物均以化學(xué)式表示，其余以離子符號(hào)表示。2．書寫方法(1)根據(jù)給出的化學(xué)方程式或圖示裝置確定原電池的正、負(fù)極，弄清正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。①題目給定總反應(yīng)式：分析有關(guān)元素的化合價(jià)變化情況，化合價(jià)升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)即負(fù)極反應(yīng)；化合價(jià)降低的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)即正極反應(yīng)。②題目給定圖示裝置：先確定正、負(fù)極，再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律書寫電極反應(yīng)式。(2)注意電解質(zhì)溶液的成分及其對(duì)正、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響，正、負(fù)極產(chǎn)物可根據(jù)題意或根據(jù)化學(xué)方程式確定。①考慮電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子是否能與負(fù)極材料反應(yīng)，若能與負(fù)極材料反應(yīng)，則是溶液中的陽(yáng)離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，若不能與負(fù)極材料反應(yīng)，則考慮空氣中的氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。②考慮電解質(zhì)溶液中的成分能否與物質(zhì)得失電子后的產(chǎn)物相反應(yīng)。若反應(yīng)，電極產(chǎn)物則為反應(yīng)之后的新產(chǎn)物。如Pb電極在不含SOeq\o\al(2－,4)的溶液中放電，電極產(chǎn)物為Pb2＋；若在含有SOeq\o\al(2－,4)的溶液中放電，電極產(chǎn)物為PbSO4。3．可充電電池的反應(yīng)規(guī)律(1)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過程，放電時(shí)是原電池，充電時(shí)是電解池。(2)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)、放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)在形式上互逆。即將正(負(fù))極反應(yīng)改變方向即得陽(yáng)(陰)極反應(yīng)式。(3)放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆，但不是可逆反應(yīng)。1．蓄電池充、放電過程的區(qū)別與聯(lián)系(1)放電時(shí)，電極正極—還原反應(yīng)負(fù)極—氧化反應(yīng)充電時(shí)，電極陽(yáng)極—氧化反應(yīng)陰極—還原反應(yīng)(2)蓄電池充電時(shí)發(fā)生的電極反應(yīng)和總反應(yīng)是放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)的逆過程。2．給鉛蓄電池充電的方法鉛蓄電池負(fù)極與直流電源的負(fù)極相連，鉛蓄電池正極與直流電源的正極相連。其充電示意圖如下：Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2，電池的總反應(yīng)可表示為：4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2，請(qǐng)回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為________，發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________。(3)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是___________________________________________?！窘馕觥糠治龇磻?yīng)的化合價(jià)變化，可得Li為還原劑，SOCl2為氧化劑。先寫出簡(jiǎn)單的負(fù)極反應(yīng)式Li－e－=Li＋，再用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式。【答案】(1)LiLi－e－=Li＋(2)2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2(3)Li能和氧氣、水反應(yīng)，且SOCl2也與水反應(yīng)據(jù)條件，先寫出易寫的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去一個(gè)電極的反應(yīng)式，得另一個(gè)電極反應(yīng)式；加減時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。1．可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極【解析】本題著重考查了化學(xué)電池電極方程式的書寫及分析。電解質(zhì)溶液顯堿性或中性，該燃料電池的正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，A正確；以NaOH作電解質(zhì)時(shí)，負(fù)極Al失電子生成的Al3＋與電解質(zhì)NaOH(過量)反應(yīng)生成NaAlO2，電極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，B錯(cuò)誤；將正、負(fù)極反應(yīng)據(jù)電子守恒加和得出總反應(yīng)方程式為4Al＋3O2＋4OH－=4AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，因此消耗OH－同時(shí)生成H2O，溶液中c(OH－)減小，pH減小，C錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，D也錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼各種化學(xué)電源的比較【問題導(dǎo)思】①各種化學(xué)電源是怎樣分類的？它們各有什么特點(diǎn)？【答案】各種化學(xué)電源是根據(jù)它們的特點(diǎn)分類的。a.一次電池：發(fā)生氧化還原的物質(zhì)大部分消耗后，就不能再使用；b.二次電池：可多次重復(fù)使用；c.燃料電池：燃料連續(xù)的由外部供給。②燃料電池能持續(xù)不斷地提供電能嗎？【答案】能，但工作時(shí)需燃料和氧化劑連續(xù)不斷的由外部供給。名稱一次電池(干電池)二次電池(充電電池或蓄電池)燃料電池定義發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再使用放電后可以再充電使發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)獲得再生一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池特點(diǎn)電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)可以多次重復(fù)使用與一般化學(xué)電池不同，工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)．生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池鉛蓄電池、氫鎳電池、鎘鎳電池氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池廢舊電池中含有汞、鎘、鉻、鉛等大量的重金屬和酸、堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會(huì)給土壤、水源等造成嚴(yán)重的污染，1節(jié)1號(hào)干電池會(huì)使1_m2的耕地失去使用價(jià)值，并通過食物鏈給人體健康造成危害。另一方面，廢舊電池中的有色金屬是寶貴的資源，如果能回收再利用這些廢舊電池，不僅可以減少對(duì)我們生存環(huán)境的破壞，而且也是對(duì)資源的節(jié)約，所以，廢舊電池要集中處理。下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極【解析】二次電池，即可充電電池，所以A項(xiàng)對(duì)。B中，在原電池中，活潑金屬Zn是負(fù)極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此電子的流向是由負(fù)極(鋅電極)流向正極(銅電極)，B項(xiàng)錯(cuò)?！敬鸢浮緽2．下列說法中，不正確的是()A．化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置B．化學(xué)電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等C．化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護(hù)D．廢舊電池可以隨意丟棄【解析】本題考查的是有關(guān)化學(xué)電池的概念、分類及性能等方面的知識(shí)。廢舊電池中含有重金屬和酸、堿等有害物質(zhì)，隨意丟棄，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康危害很大，所以廢舊電池應(yīng)回收利用?！敬鸢浮緿【教師備課資源】燃料電池(1)燃料電池的電極材料比較特殊(電極本身不參與反應(yīng))，所以從電極材料上很難判斷電池的正負(fù)極。通常是利用電池總反應(yīng)式，還原劑為電池的負(fù)極反應(yīng)物，充有還原劑的電極為電池的負(fù)極；氧化劑為電池的正極反應(yīng)物，充入氧化劑的電極為電池的正極。(2)書寫電極反應(yīng)式時(shí)，充分考慮電解質(zhì)的影響。如：在酸性溶液中，不得出現(xiàn)OH－；在堿性溶液中，不得出現(xiàn)H＋。如：負(fù)極氧化產(chǎn)物有CO2，在堿性溶液中應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)為：CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O，電極產(chǎn)物為COeq\o\al(2－,3)等。(1)今有反應(yīng)2H2＋O2eq\o(=,\s\up14(KOH),\s\do14())2H2O，要構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通入的應(yīng)是________，正極通入的應(yīng)是________，電極反應(yīng)式分別為_______________、_______________。(2)如把KOH改為稀H2SO4作電解液，則電極反應(yīng)式分別為___________________、________________________。(3)上述(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，(1)中溶液pH變________(填“大”或“小”，下同)，(2)中溶液pH變________。(4)如把H2改為甲烷，KOH溶液作電解液，則電極反應(yīng)式分別為__________________、_____________________?！敬鸢浮?1)H2O2負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)負(fù)極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O(3)小大(4)負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－化學(xué)電池二次電池一次電池電解質(zhì)電極材料電極反應(yīng)主要特點(diǎn)燃料電池1．下列說法錯(cuò)誤的是()A．依據(jù)原電池的原理設(shè)計(jì)出了化學(xué)電源B．原電池是化學(xué)電源的雛形C．判斷一種電池的優(yōu)劣主要是看其負(fù)極材料的活潑性D．氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能，是化學(xué)電源的能量來源【解析】判斷一種電池的優(yōu)劣主要是看這種電池的比能量或比功率的大小，以及可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。【答案】C2．(2012·寧波高二期中)廢電池造成污染的問題日益受到關(guān)注。集中處理廢電池的首要目的是()A．回收石墨電極B．利用電池外殼的金屬材料C．防止電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D．防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染【解析】廢舊電池中含有大量的重金屬離子，會(huì)對(duì)土壤、水源造成嚴(yán)重污染，并通過食物鏈危及人類健康。【答案】D3．銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為：2Ag＋Zn(OH)2eq\o(,\s\up14(充電),\s\do14(放電))Ag2O＋Zn＋H2O，在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()A．AgB．Zn(OH)2C．Ag2O D．Zn【解析】Zn在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn(OH)2?！敬鸢浮緿4．鎳氫電池是近年來開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎳鎘電池。鎳氫電池的總反應(yīng)式是H2＋2NiO(OH)eq\o(,\s\up14(放電),\s\do14(充電))2Ni(OH)2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是()A．電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B．電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C．電池充電時(shí)，氫元素被氧化D．電池放電時(shí)，H2在負(fù)極放電【解析】根據(jù)電池反應(yīng)可首先看出放電時(shí)，H2在負(fù)極被氧化，NiO(OH)在正極被還原，而充電時(shí)則是氫元素被還原，鎳元素被氧化?！敬鸢浮緿5．鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，工作時(shí)該電池的總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。試根據(jù)上述情況判斷：(1)蓄電池的負(fù)極材料是________。(2)工作時(shí)，正極反應(yīng)為___________________________。(3)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向________極。(5)電流方向從________極流向________極。【解析】蓄電池工作(放電)時(shí)，起原電池作用。根據(jù)原電池原理，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，所以Pb為負(fù)極；正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低，從總反應(yīng)式可知，PbO2是氧化劑，即正極反應(yīng)為PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O；從正極反應(yīng)或電池的總反應(yīng)可知H2SO4參加了反應(yīng)，H＋轉(zhuǎn)變成H2O，所以pH增大；原電池工作時(shí)，溶液中陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極；電流方向與電子移動(dòng)方向相反，從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極。【答案】(1)Pb(2)PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O(3)增大(4)負(fù)(5)正負(fù)1．(2012·云南玉溪高二期中)下列說法不正確的是()A．原電池中，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)B．原電池中，電流從負(fù)極流向正極C．銅鋅原電池工作時(shí)，溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)D．堿性鋅錳電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池【解析】原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流入正極，而電流從正極流向負(fù)極?！敬鸢浮緽2．電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A．鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化D．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅【解析】因?yàn)殇\錳干電池中鋅棒為負(fù)極，鋅棒變細(xì)，碳棒不變，A錯(cuò)；原電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，B錯(cuò)；氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)為H2－2e－=2H＋，C正確；太陽(yáng)能電池采用硅材料制作，D錯(cuò)。【答案】C3．在堿性鋅錳干電池中，已知?dú)溲趸洖殡娊赓|(zhì)，發(fā)生的電池總反應(yīng)為：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。下列該電池的電極反應(yīng)，正確的是()A．負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋B．負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2H2O－2e－=Zn(OH)2＋2H＋C．正極反應(yīng)為2MnO2＋2H＋＋2e－=2MnOOHD．正極反應(yīng)為2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－【解析】在書寫堿性電池的電極反應(yīng)式時(shí)，方程式中不得出現(xiàn)H＋。在堿性電池中，負(fù)極的Zn失去電子形成的Zn2＋應(yīng)該與OH－結(jié)合為Zn(OH)2。【答案】D4．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為硫酸，工作時(shí)反應(yīng)為：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。下列結(jié)論正確的是()A．Pb為正極被氧化B．SOeq\o\al(2－,4)只向PbO2極移動(dòng)C．電解質(zhì)溶液密度不斷減小D．溶液的pH不斷減小【解析】根據(jù)方程式：eq\o(Pb,\s\up6(0))＋eq\o(PbO2,\s\up6(＋4))＋2H2SO4=2eq\o(Pb,\s\up6(＋2))SO4＋2H2O原電池中失電子的物質(zhì)為負(fù)極，所以Pb為負(fù)極，PbO2為正極。又因負(fù)極Pb－2e－=Pb2＋，Pb2＋進(jìn)入溶液，溶液中SOeq\o\al(2－,4)也向Pb極移動(dòng)，生成難溶的PbSO4，所以電解質(zhì)溶液密度不斷減小。由于H＋的物質(zhì)的量濃度不斷減小，則pH不斷增大。綜上分析得出答案為C項(xiàng)。【答案】C5．鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i＋MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()A．Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋B．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－2e－=Li2＋【解析】由總反應(yīng)方程式分析知Li做負(fù)極：Li－e－=Li＋，MnO2是正極：MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)?！敬鸢浮緽6．科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為()A．H2＋2OH－－2e－=2H2OB．O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．H2－2e－=2H＋D．O2＋2H2O＋4e－=4OH－【解析】此題考查了酸性條件下的氫氧燃料電池，負(fù)極為H2，反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋，故選C。【答案】C7．如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)電極是負(fù)極B．b電極的電極反應(yīng)為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)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?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置【解析】氫氧燃料電池中H2為負(fù)極反應(yīng)物，工作過程需不斷補(bǔ)充H2、O2，其產(chǎn)物為沒有任何污染的H2O，故A、C、D三項(xiàng)都對(duì)。其中b電極作正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。【答案】B8．一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－=H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－=2H2O(l)C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－=CO2(g)＋6H＋(aq)D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－=4OH－(aq)【解析】本題考查原電池電極反應(yīng)式的書寫。該原電池的負(fù)極反應(yīng)物為甲醇，負(fù)極反應(yīng)式中不應(yīng)該出現(xiàn)氧化劑，而A、B、D項(xiàng)中電極反應(yīng)物中均出現(xiàn)氧化劑氧氣，所以A、B、D不正確?！敬鸢浮緾9．肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種環(huán)保型堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。電池總反應(yīng)為：N2H4＋O2=N2＋2H2O。下列關(guān)于該燃料電池工作時(shí)的說法正確的是()A．負(fù)極的電極反應(yīng)式是：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑B．正極的電極反應(yīng)式是：O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．溶液中陰離子向正極移動(dòng)D．溶液中陰離子物質(zhì)的量顯著減少【解析】此題可用排除法解答。在堿性電解質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式不可出現(xiàn)H＋，B錯(cuò)。在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)；由總反應(yīng)方程式知，溶液中離子的總物質(zhì)的量并沒有減少，D錯(cuò)?！敬鸢浮緼10．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．電池工作時(shí)，鋅失去電子B．電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g【解析】根據(jù)原電池原理結(jié)合氧化還原反應(yīng)的有關(guān)常識(shí)可判斷出原電池的電極及其反應(yīng)式、電子得失情況及流向。堿性鋅錳電池eq\f(據(jù)電池,總反應(yīng))負(fù)極Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2eq\o(→,\s\up14(通過),\s\do14(0.2mol電子))m(Zn)＝6．5g電子流向正極2MnO2＋H2O＋2e－=Mn2O3＋2OH－電池總反應(yīng)式【答案】C11．化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應(yīng)可以表示為Cd＋2NiO(OH)＋2H2Oeq\o(,\s\up14(放電),\s\do14(充電))2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下說法中正確的是()①以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)②以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)③充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堍芊烹姇r(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹵．①③B．②④C．①④D．②③(2)廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價(jià)值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴(yán)重。這是因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)B(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液12．氯鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，試回答下列問題：(1)通入氯氣的電極是________極(填“正”或“負(fù)”)，電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________。(2)加入鋁的電極是________極(填“正”或“負(fù)”)，電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________。(3)電子從________極流向________極(填“Al”或“Cl2”)?！窘馕觥扛鶕?jù)Cl2和Al的反應(yīng)方程式：3Cl2＋2Al=2AlCl3可知，鋁易失電子被氧化，為負(fù)極，但電解液為KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)為：2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，Cl2易得電子被還原，為正極，電極反應(yīng)為3Cl2＋6e－=6Cl－。在外電路中電子從負(fù)極(鋁極)流出沿導(dǎo)線流向正極(Cl2極)?！敬鸢浮?1)正3Cl2＋6e－=6Cl－(2)負(fù)2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O(3)AlCl213．(2012·黃山高二質(zhì)檢)航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來源，燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質(zhì)與O2一起構(gòu)成的電池裝置，它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。我國(guó)發(fā)射的“神舟五號(hào)”載人飛船是采用先進(jìn)的甲烷電池為電能來源的，該電池以KOH溶液為電解質(zhì)，其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為________。(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6LO2時(shí)，有________mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。(3)開始放電時(shí)，正極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)?！窘馕觥?1)根據(jù)總的化學(xué)方程式知CH4－xe－→COeq\o\al(2－,3)，C元素的化合價(jià)由－4→＋4，則有CH4－8e－→COeq\o\al(2－,3)，根據(jù)電荷守恒左邊應(yīng)配10個(gè)OH－，最后根據(jù)質(zhì)量守恒得：CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。(2)正極反應(yīng)為：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，5.6LO2的物質(zhì)的量為0.25mol，故得電子的物質(zhì)的量為0.25mol×4＝1mol。(3)由于正極生成OH－，故其附近的pH增大。【答案】(1)CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(2)1(3)增大14．氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是______________________，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開_________(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)電極表面鍍鉑粉的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：Ⅰ.2Li＋H2eq\o(=,\s\up14(△))2LiHⅡ.LiH＋H2O=LiOH＋H2↑①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是__________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。②已知LiH固體密度為0.82g·cm－3，用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為______________。③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。【解析】(1)電池即是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中電子是從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負(fù)極，故電子由a流動(dòng)到b。(2)H2在負(fù)極失電子，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋4OH－－4e－=4H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，從而增大反應(yīng)速率。(4)LiH中Li為＋1價(jià)，H為－1價(jià)，故反應(yīng)Ⅰ中還原劑是Li，反應(yīng)Ⅱ中氧化劑是H2O。由反應(yīng)Ⅰ可知吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下224LH2時(shí)生成160gLiH，則生成的LiH的體積是eq\f(160g,0.82g/cm3)，則生成的LiH體積與被吸收的H2的體積比為：eq\f(160,0.82×224×103)＝eq\f(1,1148)。由②生成的20molLiH與H2O反應(yīng)，由反應(yīng)Ⅱ可知生成20molH2，H2～2e－，能量轉(zhuǎn)化率為80%，則通過電子的物質(zhì)的量為20mol×2×80%＝32mol。【答案】(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b(2)2H2＋4OH－－4e－=4H2O或H2＋2OH－－2e－=2H2O(3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率(4)①LiH2O②1/1148或8.71×10－4③32

第三課時(shí)電解池的工作原理(教師用書獨(dú)具)●課標(biāo)要求體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。●課標(biāo)解讀1.通過實(shí)驗(yàn)探究加深理解電解池的工作原理。2．能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。3．熟悉電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法?！窠虒W(xué)地位本課時(shí)內(nèi)容重點(diǎn)是電解池工作原理、構(gòu)成條件、離子的放電順序，電極反應(yīng)方程式的書寫，學(xué)好這一節(jié)，將為下一課時(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而這一內(nèi)容也是電化學(xué)理論知識(shí)重要組成部分，在高考中一直保持著非常高的命題頻率。(教師用書獨(dú)具)●新課導(dǎo)入建議1799年，當(dāng)意大利人發(fā)明了最原始的電池——伏打電池之后，許多科學(xué)家對(duì)電產(chǎn)生了濃厚的興趣，電給世界帶來了太多的不可思議，好奇心驅(qū)使著人們?nèi)ミM(jìn)行各種嘗試，想看看它還能出現(xiàn)什么奇特的現(xiàn)象。1807年，當(dāng)英國(guó)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(shí)，奇跡終于發(fā)生了，在陰極附近產(chǎn)生一種銀白色的金屬，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(shí)在社會(huì)上引起轟動(dòng)。他隨后用電解法又相繼發(fā)現(xiàn)了鈉、鈣、鍶、鋇、鎂、硼、硅等元素，戴維成為發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素最多的人。電解原理是什么？通過電解法發(fā)現(xiàn)活潑金屬，你能從中得到什么啟示？本課時(shí)我們將學(xué)習(xí)電解池的工作原理。●教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：1．看教材P18－19填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“一，電解的原理”并完成[思考交流1]，看教材P19，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“二，電解CuCl2溶液”并完成[思考交流2]2．建議方式：同學(xué)之間可以進(jìn)行討論交流?步驟1：導(dǎo)入新導(dǎo)入新課，本課時(shí)教學(xué)地位分析?步驟2：建議對(duì)[思考交流]1、2多提問幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究?步驟5：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的1、2、3、4題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟4：教師通過[例1]和教材P19的講解對(duì)探究1中的“電解時(shí)，判斷陽(yáng)極、陰極產(chǎn)物的規(guī)律”進(jìn)行總結(jié)。?步驟3：師生互動(dòng)完成探究1“電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷”?；?dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。建議除例1外，再變換一下命題角度，設(shè)置一些備選例題以拓展學(xué)生的思路，可使用“教師備課資源”為您提供的備選例題。?步驟6：師生互動(dòng)完成探究2“電極反應(yīng)式和電解池反應(yīng)式的書寫”?；?dòng)方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動(dòng)。?步驟7：教師通過[例2]和教材P19的講解對(duì)探究2中的“電極反應(yīng)式和電解池反應(yīng)式的關(guān)系及書寫方法”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的5題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。?步驟9：先由學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照[課堂小結(jié)]以明確掌握已學(xué)的內(nèi)容。安排學(xué)生課下完成[課后知能檢測(cè)]課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解電解、電解池的概念。2.理解電解的原理。3.能夠正確書寫電解的電極反應(yīng)方程式。1.能夠通過實(shí)驗(yàn)探究加深理解電解池的工作原理。(重點(diǎn))2.學(xué)會(huì)比較離子的放電順序，并正確書寫電極反應(yīng)式。(重點(diǎn))3.通過原電池與電解池的比較，加深理解它們的工作原理。(重難點(diǎn))(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第1頁(yè))電解的原理1.熔融氯化鈉的電解(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，在陽(yáng)極周圍有氣泡產(chǎn)生，在陰極上生成銀白色金屬。(2)實(shí)驗(yàn)分析：(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熔融的氯化鈉在電流作用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了鈉和氯氣。2．基本概念(1)電解在直流電的作用下，在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。(2)電解池①定義：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。②組成：直流電源，固體電極材料，電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，構(gòu)成閉合回路。(3)電極及電極反應(yīng)陽(yáng)極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)。3．工作原理1．電解池與原電池最主要的區(qū)別是什么？【答案】從裝置組成看，有沒有外接電源是電解池和原電池最主要的區(qū)別。電解CuCl2溶液裝置現(xiàn)象反應(yīng)陰極有紅色物質(zhì)析出Cu2＋＋2e－=Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極有黃綠色氣體生成2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))總電池反應(yīng)：CuCl2eq\o(=,\s\up14(通電))Cu＋Cl2↑2．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)，一定會(huì)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生嗎？【答案】一定有。因?yàn)殡娊獬鼐褪怯呻娔苻D(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，溶液導(dǎo)電，電極上一定有電極反應(yīng)。(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第2頁(yè))電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷【問題導(dǎo)思】①根據(jù)電極材料，電極是如何分類的？電極產(chǎn)物與電極材料有關(guān)系嗎？【答案】據(jù)電極材料的種類可分為活性電極和惰性電極。陽(yáng)極產(chǎn)物與電極材料有關(guān)，陰極產(chǎn)物與電極材料無關(guān)。②溶液中有多種離子時(shí)，怎樣判斷電極產(chǎn)物？【答案】據(jù)陽(yáng)離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物，據(jù)電極材料的陰離子放電順序判斷陽(yáng)極產(chǎn)物。③能通過電解NaCl溶液獲取金屬鈉嗎？【答案】不能，因?yàn)槿芤褐杏蠬＋且放電能力大于Na＋。1．陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷(1)活性電極(金屬活動(dòng)性順序中Ag以前的金屬)，則電極材料失電子，電極溶解，溶液中的陰離子不能失去電子。(2)惰性電極(Pt、Au、石墨等)，則要再看溶液中離子的失電子能力，此時(shí)應(yīng)根據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子放電順序：2．陰極產(chǎn)物的判斷與電極材料無關(guān)，直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。陽(yáng)離子放電順序：1．一般地中學(xué)階段遇到的在水溶液中電解時(shí)陰極產(chǎn)物判斷的情況可記規(guī)律：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋……即可解決問題。2．Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融狀態(tài)下放電，在水溶液里不放電?，F(xiàn)用Pt電極電解1L濃度均為0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是()A．電解開始時(shí)陰極有H2放出B．電解開始時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－=CuC．當(dāng)電路中通過電子的量超過0.1mol時(shí)，此時(shí)陰極放電的離子發(fā)生了變化D．整個(gè)電解過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)【解析】依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽(yáng)極先放電的是Cl－，故陽(yáng)極開始產(chǎn)生的是Cl2。答案A、B錯(cuò)；由陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，n(Cu2＋)＝0.1mol，當(dāng)電路中通過電子的量達(dá)到0.2mol時(shí)，此時(shí)Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，所以C錯(cuò)；陽(yáng)極先是Cl－放電，當(dāng)Cl－消耗完畢，此時(shí)H2O電離產(chǎn)生的OH－開始在陽(yáng)極放電，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)?！敬鸢浮緿1．電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開始時(shí)陰極和陽(yáng)極上析出的物質(zhì)分別是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2【解析】混合液中陽(yáng)離子為：Cu2＋、Na＋、H＋，放電能力：Cu2＋>H＋>Na＋；陰離子為：Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－，放電能力：Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)?！敬鸢浮緽電極反應(yīng)式和電解池反應(yīng)式的書寫【問題導(dǎo)思】①怎樣正確書寫電極反應(yīng)式？【答案】先確定電極，再確定電極反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式注意電荷、質(zhì)量守恒。②電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式有何關(guān)系？【答案】電極反應(yīng)式中，得失電子數(shù)目相加，可得總電解池反應(yīng)式。1．電極反應(yīng)式的書寫步驟(1)確定電極：與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極。(2)確定電極反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極：①活性電極為陽(yáng)極，則自身失電子,②惰性電極為陽(yáng)極，則電解質(zhì)溶液中,陰離子失電子,陰極：電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子得電子))(3)寫電極反應(yīng)式①列物質(zhì)、標(biāo)得失；②選離子、配電荷；③配個(gè)數(shù)、巧用水。2．電解池反應(yīng)式的書寫(1)通過最小公倍數(shù)法使兩個(gè)電極反應(yīng)式的電子數(shù)相等。(2)把兩個(gè)電極反應(yīng)式相加，消去相同項(xiàng)，并注明條件“通電”。(3)若是水電離出的H＋或OH－得或失電子，在總反應(yīng)式中應(yīng)是H2O參與反應(yīng)。寫出下列各物質(zhì)電解時(shí)的陰陽(yáng)極，電極反應(yīng)式及總反應(yīng)。(1)CuSO4溶液：陰極______________________________陽(yáng)極________________________________________總反應(yīng)_______________________________________(2)Na2SO4溶液：陰極_____________________________陽(yáng)極_____________________________________總反應(yīng)_______________________________________(3)NaCl溶液：陰極______________________________陽(yáng)極_________________________________________總反應(yīng)_________________________________________【解析】(1)中離子有H＋、Cu2＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－，故放電順序?yàn)镃u2＋>H＋；OH－>SOeq\o\al(2－,4)。同樣(2)中H＋>Na＋，OH－>SOeq\o\al(2－,4)。(3)中H＋>Na＋；Cl－>OH－?！敬鸢浮?1)2Cu2＋＋4e－=2Cu4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2CuSO4＋2H2O通電,2Cu＋O2↑＋2H2SO4(2)4H＋＋4e－=2H2↑4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O通電,2H2↑＋O2↑(3)2H＋＋2e－=H2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2O通電,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑正確書寫電極反應(yīng)式，要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。2．下面列出了電解不同物質(zhì)的電極反應(yīng)式，其中錯(cuò)誤的是()A．電解飽和食鹽水陰極：Na＋＋e－=NaB．電解CuCl2溶液陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑C．電解熔融NaCl陰極：Na＋＋e－=NaD．電解NaOH溶液陽(yáng)極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑【解析】電解食鹽水時(shí)，因放電能力H＋>Na＋，所以陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故A錯(cuò)。【答案】A教師備課資源知識(shí)拓展因?yàn)镠＋的放電能力大于Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等，所以電解含這些金屬離子的溶液時(shí)，陰極發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－＝H2↑，得不到這些金屬單質(zhì)。一些較活潑金屬單質(zhì)的制取只能通過電解它們?nèi)谌蹜B(tài)金屬化合物來獲取。Na、Mg、Al的制?、匐娊馊廴诼然c制單質(zhì)鈉在通直流電的條件下，熔