1、第3講化學能轉化為電能電池（第一課時）【課程標準與考綱要求】： 1、理解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式2、能正確判斷原電池的正、負極，能夠判斷電極反應物與產物；3、能會書寫原電極反應式和總化學反應方程式?！局攸c、難點】：理解原電池原理、正確地書寫電極反應式?！净A再現(xiàn)】教師活動 引題，電池已經成為現(xiàn)代文明不可缺少的物品 ， 小到日常生活 大到人造衛(wèi)星遨游太空都離不開電池 學生活動 ：獨立完成：1、復習氧化還原知識2、閱讀課本、筆記，回顧“原電池原理”；填寫導學案的下列內容。（10分鐘）合作互助：同組內交換意見，檢查更正。（5分鐘）考點一原電池1概念把_能轉化為_能的裝置。2工

2、作原理【學生活動】完成下表以鋅銅原電池為例電極名稱負極正極電極材料電極反應反應類型電子流向由Zn沿導線流向Cu鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K+移向正極，Cl移向負極【學生活動】總結3原電池構成條件(1)兩個_的電極。(2)將電極插入_中。(3)用導線連接電極構成_。(4)能自發(fā)進行的_?！窘處熁顒印繉χR進行點評：1肯定或糾正2強調鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。(2)鹽橋的作用：連接內電路，形成閉合回路；平衡電荷，使原電池不斷產生電流。 （3）單池原電池和鹽橋原電池的對比圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應、總反應、反應現(xiàn)象。負極：

3、Zn2e=Zn2正極：Cu22e=Cu總反應：ZnCu2=CuZn2不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2，會有一部分Zn與Cu2直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉化，又有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2不直接接觸，不存在Zn與Cu2直接反應的過程，所以僅是化學能轉化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。【學生活動】：思考、完成下列各題 1有關電化學知識的描述正確的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化

4、為電能B某原電池反應為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池2分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是()A中Mg作負極，中Fe作負極B中Mg作正極，電極反應式為6H2O6e=6OH3H2C中Fe作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2D中Cu作正極，電極反應式為2H2e=H2【學生反思歸納】(1)電解質溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。(2)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質溶液。

5、(3)原電池的負極失去電子的總數等于正極得到電子的總數。(4)原電池電極的“正”極與“負”極與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。【學生活動】完成下列空白考點二化學電源1堿性鋅錳干電池一次電池總反應式：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。正極反應：2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH；負極反應：_。2鋅銀電池一次電池負極反應：Zn2OH2e=ZnOH2O；正極反應：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；總反應式：_。3二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是_，正極材料是_。(1)放電時的反應負極反應：_正極反應：_總反應：PbPbO22H2S

6、O4=2PbSO42H2O(2)充電時的反應陰極反應：_陽極反應：_總反應：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4(3)可充電電池原理示意圖4燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。酸性堿性負極反應式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應式O22H2O4e=4OH電池總反應式2H2O2=2H2O【學生活動】思考、完成下列各題3鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負極極板是惰性材料，請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)：(1)電解液中H2SO4的濃度將變_；當外電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質量增加_g。(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時

7、，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成_，B電極上生成_，此時鉛蓄電池的正負極的極性將_。4(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將_，溶液的pH_。(填“變小”、“增大”或“不變”)(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將_，溶液的pH_。(填“變小”、“增大”或“不變”)教師引導學生總結：1.、正、負極判斷 2課上鞏固1下圖中能組成原電池產生電流的是()2如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段

8、時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是()A杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低B杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高C當杠桿為導體時，A端低B端高；杠桿為絕緣體時，A端高B端低D當杠桿為導體時，A端高B端低；杠桿為絕緣體時，A端低B端高3某學生欲完成Cu2Ag=2AgCu2反應，設計了下列四個實驗，可行的是()4查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實際上乙醇被氧化為X，其中一個電極的反應式為CH3CH2OH2e=X2H。下列說法中正確的是()A電池內部H由正極向負極移動B另一極的電極反應式為O24e2H2O=4OH

9、C乙醇在正極發(fā)生反應，電子經過外電路流向負極D電池總反應式為2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O5下列敘述正確的是()A銅、鋅、稀硫酸形成的原電池放電時，溶液中陽離子向銅電極移動B充電時，把鉛蓄電池的負極接在外電源的正極C鍍鋅鐵鍍層破損后鐵更易被腐蝕D堿性氫氧燃料電池工作時，負極反應為O22H2O4e=4OH6銀器皿日久表面會逐漸變成黑色，這是由于生成硫化銀(Ag2S)，有人設計用原電池的原理進行“拋光”，其處理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀恢復光澤，且不會損失。試回答：(1)食鹽的作用是_。(2)在此原電池反應

10、中，負極發(fā)生的電極反應為_，正極發(fā)生的電極反應為_。(3)反應過程中產生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應為_，原電池總反應方程式為_。7根據下列氧化還原反應設計一個原電池：2FeCl3Fe=3FeCl2。要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置可采用燒杯。(2)注明原電池的正、負極和外電路中電子的流向。(3)寫出兩個電極上發(fā)生的電極反應。8(1)將Al片和Cu片用導線相連，插入稀H2SO4溶液中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：Al片()_，Cu片()_。(2)若將Al片和Cu片用導線相連，插入濃HNO3中能否組成原電池？_(填“能”或“不能”)，若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：

11、Al片()_，Cu片()_?！菊n下練習】高考總復習三維達標第3講化學能轉化為電能電池（第二課時）【課程標準與考綱要求】：1通過分析銅鐵接觸處形成原電池的例子，使學生了解金屬腐蝕的電化學原理以及防護的原則。2理解電解原理的應用，使學生進一步從能量的角度理解化學科對人類生活的貢獻。 【重點、難點】：理解電解應用?！净A再現(xiàn)】教師活動 引題，復習回顧原電池原理有關內容，學生活動 ：獨立完成：1、 閱讀課本、筆記，回顧 填寫導學案的下列內容。（10分鐘）合作互助：同組內交換意見，檢查更正。（5分鐘）考點三原電池原理的應用1加快氧化還原反應的速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率增大。例

12、如，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的反應速率加快。2比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。3 金屬的腐蝕和防護 （一）金屬電化學腐蝕(1)概念： 就是電化學腐蝕。(2)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。吸氧腐蝕在一塊鉚有鐵鉚釘的銅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)

13、2與潮濕空氣中的水、氧氣反應生成Fe(OH)3： 生成的Fe(OH)3分解，從而生成鐵銹(Fe2O3nH2O)，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，正極反應就變?yōu)椋?該過程為析氫腐蝕。無論是析氫腐蝕，還是吸氧腐蝕，都是 成為原電池的負極，金屬 電子變?yōu)榻饘訇栯x子而被腐蝕，且金屬越 越易發(fā)生 腐蝕。（二）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

14、腐蝕。(2)在金屬表面加一層保護層。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。航海船只的船底四周嵌鋅塊，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。生產生活中，金屬防護常是上述方法的綜合使

15、用，以便最大限度地減少金屬的腐蝕。金屬的防護仍然是一個重大課題，還需尋找更加完美的方法來防護金屬。 (5)使金屬表面發(fā)生鈍化作用來保護內層金屬。4制造化學電源【學生活動】思考、完成下列各題 1有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下實驗：A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D導線C；A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應。據此，判斷四種金屬的活動性順序是()AABCD BACDBCCABD DBDCA2將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀

16、硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是() 【難點突破】1電極方程式的書寫“加減法”書寫電極反應式(1)先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出相同數目電子的得失。(2)注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式；若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應式中，且O2生成OH，若電解質溶液為酸性，則H必須寫入正極反應式中，O2生成水。(3)正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的一

17、極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。【例1】有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有的一定濃度的溶解氧、H和Zn2進行工作，試寫出該電池的兩極反應式。【答案】負極：2Zn4e=2Zn2，正極：O24H4e=2H2O?！纠?】LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請回答下列問題：(1)電池的負極材料為_，發(fā)生的電極反應為_。 (2)電池

18、正極發(fā)生的電極反應為_?！敬鸢浮?1)鋰Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2【學生活動】鋁空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。電池總反應為4Al3O26H2O=4Al(OH)3負極：_正極：_【答案】4Al12e=4Al33O212e6H2O=12OH2燃料電池電極反應式的書寫電極：惰性電極。燃料包含：H2、CO、烴(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH)等。電解質包含：酸性電解質溶液，如H2SO4溶液；堿性電解質溶液，如NaOH溶液；熔融氧化物，如Y2O3；熔融碳酸鹽，如K2CO3等。第一步：寫出電池總反應式燃料電池的總反

19、應與燃料的燃燒反應一致，若產物能和電解質反應則總反應為加合后的反應。如氫氧燃料電池的總反應式為2H2O2=2H2O；甲烷燃料電池(電解質溶液為NaOH溶液)的反應式為CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料電池總反應式為CH42O22NaOH=Na2CO33H2O第二步：寫出電池的正極反應式根據燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2，隨著電解質溶液的不同，其電極反應有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況：(1)酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O24H4e=2H2O(2)堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O22H2O4e=4OH(3)固體電解質(

20、高溫下能傳導O2)環(huán)境下電極反應式：O24e=2O2(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應式：O22CO24e=2CO。第三步：根據電池總反應式和正極反應式寫出電池的負極反應式電池的總反應和正、負極反應之間有如下關系：電池的總反應式電池正極反應式電池負極反應式故根據第一、二步寫出的反應，有：電池的總反應式電池正極反應式電池負極反應式，注意在將兩個反應式相減時，要約去正極的反應物O2?！纠?】以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應式的書寫方法：(1)酸性條件燃料電池總反應式：CH42O2=CO22H2O燃料電池正極反應式：O24H4e=2H2O2，得燃料電池負極反應式：_。

21、(2)堿性條件燃料電池總反應式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O燃料電池正極反應式：O22H2O4e=4OH2，得燃料電池負極反應式：_。(3)固體電解質(高溫下能傳導O2)燃料電池總反應式：CH42O2=CO22H2O燃料電池正極反應式：O24e=2O22，得燃料電池負極反應式：_。(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應式：CH42O2=CO22H2O。正極電極反應式：O22CO24e=2CO。電池總反應式正極電極反應式得負極電極反應式：_。 【答案】(1)CH48e2H2O=CO28H(2)CH410OH8e=CO237H2O(3)CH44O28e=CO22H2

22、O(4)CH44CO238e=5CO22H2O【例4】某原電池裝置如圖所示。下列有關敘述中，正確的是()AFe作正極，發(fā)生氧化反應B負極反應：2H2e=H2C工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變D工作一段時間后，NaCl溶液中c(Cl)增大【答案】D【學生活動】完成下列各題1已知反應AsO2I2HAsOI2H2O是可逆反應。設計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進行下述操作：.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液結果發(fā)現(xiàn)檢流計指針均發(fā)生偏轉。試回答下列問題：(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉？(2)兩次操作過程中指針偏轉方向為什么相反？試用化學平衡移動原理解

23、釋之。(3)()操作過程中C1棒上發(fā)生的反應為_；(4)()操作過程中C2棒上發(fā)生的反應為_。(5)操作過程中，鹽橋中的K移向_燒杯溶液(填“A”或“B”)。【答案】(1)兩次操作中均能形成原電池，化學能轉變成電能。(2)()加酸，c(H)增大，平衡向正反應方向移動，AsO34得電子，I失電子，所以C1極是負極，C2極是正極。()加堿，c(OH)增大，平衡向逆反應方向移動，AsO33失電子，I2得電子，此時，C1極是正極，C2極是負極。故化學平衡向不同方向移動，發(fā)生不同方向的反應，電子轉移方向不同，即電流表指針偏轉方向不同。(3)2I2e=I2(4)AsO332OH2e=AsO34H2O2根據

24、氧化還原反應：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設計的原電池如圖所示，其中鹽橋內裝瓊脂飽和KNO3溶液。請回答下列問題：(1)電極X的材料是；電解質溶液Y是_。(2)銀電極為電池的極，寫出兩電極的電極反應式：銀電極：_；X電極：_。(3)外電路中的電子是從電極流向電極。(4)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是(填序號)。AK BNO CAg DSO(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替_。Ag電極能否被石墨代替_。【答案】(1)CuAgNO3溶液(2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)CuAg(4)B(5)能能 【課上鞏固】1 控制適合的條件

25、，將反應2Fe32I2Fe2I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B反應開始時，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D電流計讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極 2 鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為FeB電池放電時，負極反應為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)22OH2e

26、=Ni2O33H2O10 關于鉛蓄電池的說法正確的是()A在放電時，正極發(fā)生的反應是Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)B在放電時，該電池的負極材料是鉛板C在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小D在充電時，陽極發(fā)生的反應是PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq) 3 某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2O2=2H2O，下列有關說法正確的是()A電子通過外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應式為：O22H2O4e=4OHC每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH由a極通過固體酸電解質傳遞到b極4 可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時，負極反應為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時