原電池公開課教學案

1、第二講 原電池 化學電源（教學案）學習目標】1、理解原電池的工作原理；能寫出電極反應式和電池反應方程式。2、了解常見化學電源的種類及其工作原理。 學習重點、難點】1、原電池的工作原理；2、電極反應式和電池反應方程式的書寫。課前同學們進行了自主復習， 完成了預習作業(yè)。 對原電池的概念、 構成條件、原電池的工作原理進行了回顧。從作業(yè)的完成情況來看， 大部分學生對基礎知識掌握的較好， 只是部分學生對鹽橋原電池中陰 陽離子的移動還有些認識不清。課堂互動】雙液原電池中鹽橋內電解質中的陰陽離子如何移動？ 【學生回答】左池中因金屬鋅失電子，在鋅極附近聚集了大量 Zn2+而帶上正電荷，所以，鹽橋 內電解質的陰

2、離子向這極（負極）移動，同樣，右池中因 Cu2+離子得電子使得銅極附近 聚集了大量的負電荷，使得鹽橋內電解質的陽離子向這極（正極）移動?！編煛渴聦嵣?，高考中涉及到電化學的試題主要以電極正負的判斷、電極方程式的書寫的方式呈現的。今天，我們就這兩個問題展開討論。 一、原電池正負電極的判斷我們如何判斷原電池的正負極呢？可以從哪些角度進行思考？【學生回答】可以根據電極材料進行判斷、根據電極反應判斷、根據電子流動方向判斷、根據電 極上產生的現象判斷、根據電解質溶液中離子的運動方向判斷?！編煛炕卮鸬暮芎谩Ｕ堃晃煌瑢W具體說說根據電極材料如何判斷電極的正負？【生】均為金屬、金屬和非金屬導體、金屬和化合物、都是

3、惰性材料的。 1、根據電極材料判斷：電極材料電極正負均為金屬金屬與非金屬金屬與化合物惰性材料（ Pt 等）師】對于兩極都用惰性材料制作的，通常以 Pt 為材料，具有超大表面積和強吸附性，用以吸附可燃物(這一極為負極)和助燃物(通常為氧氣，這一極為正極) 。除了電極 材料以外其他判斷，我們也來請這位同學說說?！旧?失去電子，發(fā)生氧化反應的為負極，得到電子，發(fā)生還原反應的為正極；電子流 出的極為負極，電子流入的極是正極；電極質量減少的是負極，電極質量增加或產生氣 體的是正極；陰離子移向的是負極，陽離子移向的是正極。2、根據電極反應判斷： 3、根據電子流向判斷： 4、根據電極上的現象判斷： 5、根

4、據電解質溶液中離子移動方向判斷：師】 請運用剛剛總結的規(guī)律分析下題： (學生回答) 例 1】根據氧化還原反應： 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 KNO 3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 )。AKB NO3CAgD SO42(5) 其中 CuSO4溶液能否被 H2SO4(稀)溶液代替 。Ag 電極能否被石墨

5、代替 師】思考：原電池中較活潑金屬一定做負極嗎？請同學們小組討論，然后派代表全班匯報?！?例 2】(1)將 Al 片和 Cu 片用導線相連，插入稀 H2SO4 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 HNO 3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：Al 片(Cu 片 () ，) 。( 3)若將 Al 片和 Mg 片用導線相連，插入 KOH 溶液中能否組成原電池？ ( 填“能”或“不能”，)若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式：Al 片( )Mg 片 （

6、）師】 在解決了電極正負判斷以后，我們還要解決電極方程式書寫的問題。 ：原電池電極方程式的書寫（1）一般電極反應式的書寫【師】有關電極方程式的書寫，一般書寫方法應該注意一下幾個方面。（ PPT打出）OH-。但，關鍵是要考慮電極反應生成的微粒與電解質溶液中的離子能否共存，如能共存，就寫得失電子后生 成的微粒，如不能共存，則需發(fā)生后續(xù)反應。具體：負極材料失電子后生成的陽離子與電解質溶液 中的陰離子反應與否。正極則考慮離子得電子順序：如果電解質溶液為不活潑或酸，則為金屬析出 或產生氫氣；如果電解質為活潑金屬鹽溶液，則考慮溶解在溶液中的氧氣得電子，生成 要具體問題具體分析。（2）復雜電極反應式的書寫復

7、雜電極反應式總 反應式 較簡單一極電極反應式例 3】 鎳鎘（ Ni-Cd ）可充電電池在現代生活中有廣泛應用。 已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH 溶液，其充、放電 按下式進行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd（OH）2 + 2Ni（OH）2有關該電池的說法正確的是 （ ）A放電時正極反應： NiOOH + H2O e = Ni（OH）2 + OH- B放電過程是化學能轉化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質溶液中的 OH-向正極移動【 例 4】肼 空氣燃料電池是一種堿性環(huán)境友好電池，該電池放電時， 負極反應方程式為： 正極反應方程式為： 【變式訓練 1】肼 空氣燃

8、料電池是一種酸性環(huán)境友好電池，該電池放電時， 負極反應方程式為： 正極反應方程式為： 【師】燃料電池作為一種特殊原電池，既具有一般原電池的特點，還具有它自身的獨特性。變式訓練 2】 美國阿波羅宇宙飛船上使用的甲烷燃料電池是一種新型電池，其結構如下圖所示。O2 入兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體在空隙中逸出 并在電極表面放電 。電池反應為： CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O， 通過分析右圖和電池反應回答下列問題：（1）a 極是（）極，電極反應式是2) b 極是()極，電極反應式是3) 每消耗 1molCH4 可以向外電路提供mol e 4) 電池工作一段時間后電解質溶液的pH

9、 值 (填“增大” 、“減小”或“不變” )5) 比起直接燃燒燃料產生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化效率高，其次是 。變式訓 練 3】(1)若 將上題 中的電 解質改 為可傳 導 O2的固體氧化物，電池反應 為2CH4+2O2=CO2+2H2O ， 負 極 反 應 式 為 CH4 +4O2 為。( 2)若將上題中的電解質改為熔融鹽K2CO3，總電池反應為b 電極通入 O2 和 CO2 的混合氣體，負極反 應式為 CH4 +4CO328e= 5CO2+2H2O，則： 正極反應式為 ，LCO2氣體 226.46【變式訓練 4】 以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池

10、結構示意圖如圖所 示。關于該電池的敘述正確的是 ( )A. 該電池能夠在高溫下工作B. 電池的負極反應為 C6H12O66H2O24e=6CO2 24HC. 放電過程中， H 從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D. 在電池反應中，每消耗 1 mol 氧氣，理論上能生成標準狀況下師】燃料電池電極方程式的書寫，除了負極的書寫外，正極電極方程式書寫規(guī)律的總結對我們的 學習很有幫助?？偨Y歸納 】 燃料電池正極方程式的書寫規(guī)律：(1) 酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：(2) 堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：(3) 固體電解質 (高溫下能傳導 O2)環(huán)境下電極反應式：(4) 熔融碳酸鹽 (如：熔融 K2CO3，正極通入

11、 CO2 和 O2)環(huán)境下電極反應式：課堂總結 】今天，我們通過對原電池正負極判斷、電極方程式書寫的復習，對原電池的有關知識有了進步了解，為我們解題提供了幫助。課后請同學們完成有關作業(yè)。鞏固訓練 】1、 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 O2 2H2O4e=4OHB以 NaOH 溶液為電解液時，負極反應為 Al 3OH3e=Al(OH) 3C以 NaOH 溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH 保持不變D 電池工作時

12、，電子通過外電路從正極流向負極2、一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該 電池負極發(fā)生的反應是 ( )A CH3OH(g) O2(g) 2e =H 2O(l) CO2(g)2H(aq) BO2(g)4H(aq)4e=2H 2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO 2(g)6H(aq)D O2(g) 2H 2O(l) 4e=4OH 3、科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導O2 。下列對該燃料電池的說法不正確的是 ( )A 在熔融電解質中， O2

13、 由負極移向正極B該電池的總反應是 C3H85O2=3CO 24H2OC電路中每通過 5 mol電子，約有 5.6 L 標準狀況下的丙烷被完全氧化D 通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為C 3H 8 20e 10O2 =3CO 24H2O4、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li 2CO3和 Na2CO 3的熔融鹽混合物做電解質， CO 為負極燃氣，空氣與 CO2 的混合氣體為正極助燃氣，制得6500C 下工作的燃料電池，完成下列反應時：正極： 負極： 2CO+2CO 32-=4CO2+4e-總反應式：5、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

14、碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為： 4Li+2SOCl 2 = 4LiCl +S +SO 2。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) 電池正極發(fā)生的電極反應為；(3) SOCl 2易揮發(fā)， 實驗室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl2，有Na2SO3和 NaCl生成。 如果把少量 水滴到 SOCl2 中，實驗現象是，反應的化學方程式為 ；(4) 組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是。6、Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質，可通過下列方法制備：在KOH 溶液中加入適量 AgNO 3溶液，生成 Ag2O 沉淀，保持反應溫度為 8

15、0 ，邊攪拌邊將一定量 K2S2O8溶液緩慢加到上述混合 物中，反應完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應方程式為2AgNO 3 4KOH K2S2O8=Ag2O22KNO 32K2SO42H2O回答下列問題：(1)上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是(2)銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH 溶液，電池放電時正極的 Ag 2O 2轉化為 Ag ，負極的 Zn轉化為 K2Zn(OH) 4，寫出該電池反應方程式：(3) 準確稱取上述制備的樣品 (設僅含 Ag2O2和Ag2O)2.588 g ，在一定條件下完全分解為 Ag 和O2， 得到 224.0 mL O2(標準狀況下 )。計算樣品中

16、Ag 2O2的質量分數 (計算結果精確到小數點后兩位 )。高三化學原電池復習 原電池 化學電源教學反思原電池 化學電源這部分的內容在高考中的地位十分重要， 是高考的必考知識點 主要以原電池電極判斷及電極反應和電池反應方程式書寫為主，在選擇題中也有出現。 也可與物理相關知識聯系以填空題、計算題形式出現。學情分析：學生已經掌握了氧化還原等基礎知識，復習原電池的知識做好了知識準 備。對電化學復習充滿渴望，能主動參于學習活動。但是，學生對已有知識大部分已經 遺忘，部分學生的基礎知識不夠扎實，教學進程宜慢，內容宜由淺入深。設計思路 ：以學生預習作業(yè)中錯誤引出本節(jié)課的教學重點。一、從判斷裝置能否構成原電池

17、及原因復習原電池的構成及其工作原理，原電池電 極材料的選擇、電極反應方程式的書寫、燃料電池等作為復習重點，通過變式訓練對重 點知識進行強化訓練。二、學會燃料電池電極方程式書寫的規(guī)律，從分析不同的電解質溶液對電極方程式 書寫的影響出發(fā)，得出書寫的一般規(guī)律。再利用規(guī)律進行電極反應式書寫反饋練習。由 易到難，由簡單到復雜學習過程。在復習原電池的過程中分散重點：準確判斷原電池的 正負極：（引導學生歸納總結） ，突破難點：（以鉛蓄電池為例，引導學生歸納電極反應 的書寫規(guī)律）同時，在學案中配備了同步反饋練習使學生能在鞏固基礎知識的同時掌握 基本規(guī)律。復習課上，利用小組學習、合作學習及反饋訓練，讓學生體會成

18、功的喜悅。教學實施過程中，很好地體現教學設計思想并很好地完成了教學設計，從學生的反 饋來看，有效完成了本節(jié)的教學目標，學生的學習狀態(tài)表現良好。不足之處：學生在探 究活動過程中表現得比較被動，且因教學容量很大，對于一部分基礎比較弱的的學生處 于比較被動狀態(tài)，這要在平時的教學過程中有待進一步調動。總之，在學校倡導的高效課堂教學模式，激發(fā)了我們研究教學規(guī)律的熱情，并在精心設計的過程 中加深了我對高效教學的理解：一個優(yōu)秀的教師，不僅能把知識正確地傳輸給學生，更要關注學生 在學習過程中的情感體驗，讓學生在增長才干的同時更能茁壯健康地成長。在以后的學習中，我將 通過資深教師的觀摩課、示范課汲取更多的教學經驗?！窘虒W評點】本課教學思路清晰，從學生的反饋情況看，基礎比較扎實。課堂教學中，能夠以學生為本，發(fā)揮 學生的學習主動性，讓學生不斷嘗試，出現的錯誤由老師糾錯、總結、升華。使基礎好的學生掌握 得扎實，基礎差的學生也有所收獲。這節(jié)課教會了學生一個觀念 能量轉化，通過建立模型，總結規(guī)律，進行變式訓練展開教學，層次清晰、重點突出。有問題的提出，問題的討論。（ 1） 鹽橋持續(xù)穩(wěn)定電流的形成，閉合回路的建立，電荷平衡的討論（ 2） 活潑金屬一定做負極嗎？ 教學中應該對金屬性和金屬活潑性的區(qū)別。在介質不同時