原電池學(xué)案使用

1、第一章第三節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（自學(xué)學(xué)案）原電池的工作原理 第一課時【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實驗探究了解原電池的工作原理，能判斷原電池的正負(fù)極，能寫出電極反應(yīng)式。2.通過實驗與分析，初步掌握形成原電池的基本條件。Zn G Cu 稀硫酸3.學(xué)習(xí)實驗探究的方法，能設(shè)計并完成一些基本的化學(xué)實驗?！緦W(xué)習(xí)過程】一、原電池原理.復(fù)習(xí)練習(xí)1請根據(jù)在化學(xué)必修2中所學(xué)原電池有關(guān)知識，填空：右圖是一個 池，其中Zn 為 極，Cu為 極，電極反應(yīng)式分別是Zn: , Cu: ；總反應(yīng)方程式為 。該裝置將 能轉(zhuǎn)化為 能。請在右圖上標(biāo)出正負(fù)極名稱和電子的流動方向。.實驗探究實驗1 Zn與CuSO4 溶液反應(yīng)中的能量變化實驗裝

2、置圖實驗現(xiàn)象能量變化實驗2 Zn與CuSO4 溶液反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化實驗裝置圖實驗現(xiàn)象能量轉(zhuǎn)化裝置名稱工作原理電極反應(yīng)式（注明發(fā)生反應(yīng)的類型）負(fù)極（ ）：正極（ ）：電池反應(yīng)：在裝置圖上注明電子流向內(nèi)電路中陰陽離子的移動方向：陰離子負(fù)極正極陽離子.概念的形成及強化訓(xùn)練1原電池的工作原理 原電池是_的裝置。 原電池根據(jù)兩極活潑性的不同，分為_和_。 正極：通常是活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極上發(fā)生_（填“氧化”或“還原”反應(yīng)）。 負(fù)極：通常是活潑性較強的金屬，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極被_（填“氧化”或“還原”），電極發(fā)生_（填“氧化”或“還原

3、”反應(yīng)）。工作原理：還原劑（一般為較活潑的金屬）發(fā)生 反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)，在正極上轉(zhuǎn)移給氧化劑，使氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流。 練習(xí)題2.有關(guān)原電池的下列說法中，正確的是（ ）A.在正極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負(fù)極C.正極是電子流出的極 D.是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置二原電池的構(gòu)成條件實驗探究：做下面一系列實驗，探究原電池的構(gòu)成條件裝置圖電流表指針能否偏轉(zhuǎn)能否構(gòu)成原電池歸納得出構(gòu)成原電池的條件1 CuCuSO4溶液CuA否2 ZnCuSO4溶液CA能3 Zn酒精CuA否4CuSO4ZnSO4AZnCu（不加鹽橋）否5（加

4、鹽橋）能練習(xí)題3下列可構(gòu)成原電池的是（ ）【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1下列關(guān)于原電池的敘述正確的是 （ ）A構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C原電池中電子流出的一極是負(fù)極，該極被還原D原電池放電時，電流的方向是從負(fù)極到正極2寫出下列原電池裝置中的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。 AFeH2SO4溶液C原電池裝置電極反應(yīng)電池反應(yīng)負(fù)極正極CuAAgAgNO3溶液A負(fù)極正極 【能力提升】1 下列說法中正確的是（ ）。A. 原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)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. 原電池兩極均發(fā)生氧化反應(yīng)D. 原電池中的陽離子向正極移動2. 某原電池，將兩

5、金屬X、Y用導(dǎo)線連接，同時插入相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)Y電極質(zhì)量增加，則可能是下列情況中的（ ）。A.X是負(fù)極，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液B.X是負(fù)極，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液C.X是正極，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液D.X是正極，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液3. 有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線連接起來浸入電解質(zhì)溶液中，B為正極，將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A 反應(yīng)劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，若將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此判斷這四種金屬的活動性由強到弱的順序是（ ）。 A. DCAB B. DABC C. DBAC D. BADC4. 可用Zn +

6、Br2 = ZnBr2 設(shè)計成蓄電池，其中負(fù)極反應(yīng)是( )。AZn Zn2+2e- BBr2 + 2e- 2Br-C2Br- Br22e- DZn2+ + 2e- Zn5選擇適宜的材料和試劑設(shè)計一個原電池，以便完成下列反應(yīng)：2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2(1)畫出裝置圖（標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液）（2）寫出電極反應(yīng)式。第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池第 二 課 時 化學(xué)電源與金屬的防護【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解幾種重要的化學(xué)電源的工作原理（電極反應(yīng)和電池反應(yīng)）。2、理解金屬腐蝕的原理。3、掌握金屬防腐的原理?！緦W(xué)習(xí)過程】二、化學(xué)電源日常生活及高科技領(lǐng)域使用的各種電池，都是在

7、原電池的原理上設(shè)計出來的。1、實用電池應(yīng)具有的特點是：能產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流；安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生的影響較小。2、常用原電池(1)干電池干電池即普通的鋅錳電池，它是用鋅制的圓筒形外殼作負(fù)極，位于中央的蓋有銅帽的石墨棒作正極，圓筒內(nèi)填充 ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象)。電極反應(yīng)：負(fù)極： 正極： 。（淀粉糊的作用：提高陰、陽離子在兩個電極間的遷移速度）電池總反應(yīng)式為： (2)蓄電池鉛蓄電池鉛蓄電池是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，在正極板上附著一層棕褐色Pb

8、O2，負(fù)極板上是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在密度為1.28g·cm-3、濃度為30%的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。負(fù)極： 正極： 電池總反應(yīng)： (3)微型鋰電池常用于心臟起搏器的一種微型電池叫鋰電池，它是用金屬鋰作負(fù)極，石墨作正極，電解質(zhì)溶液是由四氯化鋁鋰 (LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOCl2)中組成。電池的總反應(yīng)式為：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在56.771.1溫度范圍內(nèi)正常工作。(4)氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為惰性電極，但具有很強的催化活性，如鉑電極、

9、活性炭電極等。電解質(zhì)溶液為40%的KOH溶液。電極反應(yīng)為：負(fù)極： 正極： 電池的總反應(yīng)式為： (5)發(fā)展中的化學(xué)電源當(dāng)今發(fā)展新型化學(xué)電源，不僅要在其高比能量、高比容量、長壽命方面取得長足的進步，而且更重要的是向“綠色電池”方向發(fā)展。除了前面介紹的鋰電池、燃料電池外，還有可充式鎳氫電池，它的化學(xué)成分主要由鎳和稀土組成，不含汞，無污染，是“綠色電池”的佼佼者。它可連續(xù)充放電500次，每次充放電成本低，而且對環(huán)境減少了汞污染。 三、金屬的腐蝕與防護1、金屬腐蝕：金屬的腐蝕 。金屬腐蝕常見的類型 ?；瘜W(xué)腐蝕是 ，電化學(xué)腐蝕是指 2、電化學(xué)腐蝕(1)概念：當(dāng)兩種金屬（或合金）相接觸且又同時暴露在潮濕空氣

10、里或與電解質(zhì)溶液接觸時，由于形成原電池而發(fā)生的腐蝕就是電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過程中由于電解質(zhì)溶液的不同，又可分為 和 兩種。吸氧腐蝕如上圖：表示的是一塊鉚有鐵鉚釘?shù)你~板暴露在潮濕空氣中的腐蝕情況，其中 為負(fù)極， 為正極，銅板表面凝結(jié)有一層水膜，空氣中CO2及沿海地區(qū)空氣中的NaCl等物質(zhì)溶解在水膜中形成電解質(zhì)溶液，從而構(gòu)成原電池。電極反應(yīng)為：負(fù)極： 正極： 然后OH與Fe2+結(jié)合為Fe(OH)2，故該原電池的總反應(yīng)為： Fe(OH)2與潮濕空氣中的水、氧氣反應(yīng)生成Fe(OH)3：4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3生成的Fe(OH)3分解，從而生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)

11、，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(zhì)溶液為酸性溶液，電極反應(yīng)為：負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)為： 該過程為析氫腐蝕。無論是析氫腐蝕，還是吸氧腐蝕，都使活潑金屬成為原電池的負(fù)極，金屬失電子變?yōu)榻饘訇栯x子而被腐蝕，且金屬越活潑越易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，明白了金屬腐蝕的原因，也就可以找到金屬防護的方法。 3、金屬的防護金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，只要破壞了原電池的構(gòu)成要素就可減少電化學(xué)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(zhì)溶液的存在，金屬不易被腐蝕。(2)在金屬表面加一層

12、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(fù)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。航海船只的般底四周嵌鋅塊，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(yīng)，陰極金屬再活潑也不參與反應(yīng)。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?！镜淅治觥坷?、下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列

13、敘述不正確的是( )A、a電極是負(fù)極。 B、b電極的電極反應(yīng)為：4OH4e2H2OO2。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儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置。例2、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是( )A、2H2eH2B、Fe2+2eFeC、2H2OO24e4OHD、Fe3eFe2+例3、一般說來，根據(jù)一個氧化還原反應(yīng)便可以設(shè)計一個電池。工業(yè)上常用FeCl3溶液腐蝕銅線路板，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 （2）選取合適材料構(gòu)建一個原電池實現(xiàn)上述反應(yīng)，在下面方框內(nèi)繪出原電池裝置圖，指出正負(fù)極，電子流向，并寫出兩極的電極反應(yīng)式。正極 負(fù)極 【

14、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1、下列敘述中正確的是( )A、原電池的負(fù)極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。B、原電池中較活潑的金屬做正極。C、原電池中的電極一定要由兩種不同的金屬組成。D、原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極。2、把金屬M放入鹽N(NO3)2溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：MN2M2N，以下敘述正確的是（ A、常溫下金屬M和N都不跟水反應(yīng)。B、M和N用導(dǎo)線連接放入稀H2SO4中，一定構(gòu)成原電池，且N上有H2放出。C、M和N用導(dǎo)線連接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定構(gòu)成原電池D、由M和N構(gòu)成的原電池，M一定是負(fù)極，且N上一定產(chǎn)生H2。3、某原電池的總反應(yīng)離子方程式為2Fe3Fe=3Fe2,不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是(&#

15、160;   )A、正極為Cu、負(fù)極為Fe, 電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。B、正極為Cu、負(fù)極為Zn，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液。C、正極為Cu、負(fù)極為Fe，電解質(zhì)為Fe(NO3)3溶液。D、正極為Ag、負(fù)極為Fe，電解質(zhì)為CuSO4溶液。4、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（ ）A、4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3 B、2FeH2OO22Fe(OH)2C、2H2OO24e4OH D、Fe3eFe3 5、燃料電池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶

16、液是強堿溶液(如KOH)，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法不正確的是( )A、正極反應(yīng)式為：O22H2O+4e4OH B、負(fù)極反應(yīng)式為：CH410OH8eCO327H2OC、隨著放電進行，溶液的pH值不變。 D、甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的大。6、下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（ ）A、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易生銅綠。B、生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹。C、鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹。D、銀質(zhì)獎牌在空氣中久置后表面變暗。7、已知空氣鋅電池的電極反應(yīng)為：鋅片：Zn+2OH2eZnOH2O，石墨： O22H2O4e4OH據(jù)此判斷，鋅片是（ ）A、負(fù)極，并被氧化。 B、負(fù)極，并

17、被還原C、正極，并被氧化。 D、正極，并被還原。8、在被二氧化硫嚴(yán)重污染的空氣環(huán)境中，鋼鐵的電化腐蝕明顯加快，則此時正極的電極反應(yīng)為A、2H2eH2 B、4OH4e2H2OO2C、2H2OO24e4OH D、Fe2eFe2+ 9、下列現(xiàn)象中，不是由于原電池反應(yīng)造成的是( )A、含雜質(zhì)的鋅與鹽酸反應(yīng)比純鋅與鹽酸反應(yīng)速率快。B、金屬在潮濕的空氣中易腐蝕。C、純鐵和鹽酸反應(yīng)，如滴入幾滴硫酸銅溶液，則可加快反應(yīng)速率。D、化工廠中的鐵鍋爐易腐蝕而損壞?！灸芰μ嵘?0、生物體中細(xì)胞膜內(nèi)的葡萄糖與細(xì)胞膜外的富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型原電池，下列有關(guān)電極反應(yīng)及產(chǎn)物的判斷正確的是（ ）A、負(fù)極反應(yīng)可能是O24e

18、2H2O4OH B、負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32、HCO3、H2OC、正極反應(yīng)可能是C6H12O624e24OH6CO218H2OD、正極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是葡萄糖生成的CO2、CO32和H2O 11、某學(xué)生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入：干燥的細(xì)鐵絲；浸過食鹽水的細(xì)鐵絲；浸過清水的細(xì)鐵絲；食鹽水及細(xì)鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中。然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時間測量導(dǎo)管中水面上升的高度，結(jié)果如下表所示（表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm）不同時間水面上升的高度 (1)導(dǎo)管中水面為什么會上升？。(2)上述實驗中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序為（填

19、小燒瓶號）：。(3)實驗中的鐵生銹屬于電化學(xué)腐蝕的(填腐蝕類型)。 12下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是_ 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊 鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 鋁片不用特殊方法保存 常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng)，跟濃硫酸幾乎不反應(yīng)13如下圖所示，燒杯中都盛有稀硫酸。（1）中反應(yīng)的離子方程式為 ，（2）中的電極反應(yīng)：Fe： 、Sn： Sn極附近溶液的pH（填增大、減小或不變），（3）中被腐蝕的金屬是、其電極反應(yīng)式為。比較（1）、（2）、（3）中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是 參考答案 第三節(jié)第一課時【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1.B 2.負(fù)極：Fe Fe2+2e-正極：2H+ + 2e- H2電池反應(yīng)：Fe +H2SO4=F