2023學(xué)年完整公開(kāi)課版原電池

原電池考綱要求：1、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2、了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理3、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施4、了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用學(xué)習(xí)目標(biāo):①知識(shí)與能力:通過(guò)回歸教材,閱讀課本，鞏固原電池的有關(guān)知識(shí)，深化對(duì)原電池原理的認(rèn)識(shí)，提高分析、表達(dá)及得分能力。②過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)原電池工作原理的探究，使學(xué)生掌握原電池原理的應(yīng)用，學(xué)會(huì)判斷、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池分析方法③情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致、縝密、全面、深入分析問(wèn)題的習(xí)慣及自主、合作的學(xué)習(xí)精神，提高學(xué)生的自信心。原電池的原理及應(yīng)用ABCD問(wèn)題1：什么叫原電池？下列裝置中哪些能形成原電池？EFGH原電池的組成條件1、有二種活潑性不同的金屬（或金屬與非金屬）做電極；負(fù)極：較活潑金屬的一極；失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。正極：不活潑金屬或能導(dǎo)電非金屬的一極；溶液中

陽(yáng)離子在正極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。2、兩電極必須放入電解質(zhì)溶液中；3、形成閉合回路。兩極一液一連線電極名稱及確定方法歸納探究：根據(jù)下式所表示的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：

Zn(s)＋Cu2+（aq）=Zn2＋(aq)＋Cu(s)（1）裝置可采用燒杯和鹽橋，畫出此原電池的裝置圖（2）注明原電池的正極和負(fù)極（3）注明外電路中的電子的流向（4）寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)及電池反應(yīng)方程式

說(shuō)說(shuō)原電池的工作原理閱讀選修《化學(xué)反應(yīng)原理》P71頁(yè)倒數(shù)第2段以銅鋅原電池為例復(fù)習(xí)歸納原電池原理回歸課本1、原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是A、原電池中溶液能電離出自由移動(dòng)的離子B、有兩根導(dǎo)線將兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極連接C、電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的生成物是電子D、電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中會(huì)有電子的轉(zhuǎn)移拓展提高：判斷下列原電池中的正負(fù)極:ABCD引練問(wèn)題2如何判斷原電池的正負(fù)極？原電池正負(fù)極的判斷1、由電極材料判斷.相對(duì)活潑的金屬是負(fù)極，活潑性較弱的金屬或非金屬是正極。2、根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子流動(dòng)方向判斷.陽(yáng)離子移向正極去得電子，陰離子則移向負(fù)極3、根據(jù)電流方向或電子的流動(dòng)方向判斷，電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極；電流方向則相反，由正極經(jīng)外電路流向負(fù)極。4、根據(jù)兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生不同現(xiàn)象.方法歸納1、鎳鎘（Ni—Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是（

）A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2C．CdD．NiO(OH)C拓展提高2、(2009廣東）可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e－＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極A拓展提高1、將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過(guò)量的稀硫酸，同時(shí)向a中加少量CuSO4溶液，下列各圖中產(chǎn)生氫氣的體積VL與時(shí)間tmin的關(guān)系，正確的是（）ABCDA問(wèn)題4：原電池原理的應(yīng)用和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)原電池原理的應(yīng)用：1、加快氧化還原反應(yīng)的速率2、有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來(lái)浸入稀H2SO4中，B極產(chǎn)生氣泡，將A、D分別浸入等濃度鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈，將Cu浸入B的鹽溶液中，無(wú)明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，據(jù)此判斷它們的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是（）Ａ．Ｄ、Ｃ、Ａ、ＢＢ．Ｄ、Ａ、Ｂ、ＣＣ．Ｄ、Ｂ、Ａ、ＣＤ．Ｂ、Ａ、Ｄ、ＣB2、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱3、下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)3、金屬腐蝕快慢比較及金屬的保護(hù)4、下列化學(xué)反應(yīng)有可能設(shè)計(jì)成原電池的是（）B、DA、CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2OB、Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2C、Na2SO3+2H2SO4Na2SO4+SO2+H2OD、CH4+2O2CO2+2H2O4、設(shè)計(jì)電池、尋求和制造化學(xué)電源1、化學(xué)電源的種類包括哪些？2、化學(xué)電源有哪些優(yōu)點(diǎn)？3、如何判斷電池的優(yōu)劣？4、它們的工作原理是什么？[知識(shí)回顧]《選修4》P74、75、76、771、（08年廣東理基·20）電池是人類生產(chǎn)和生活中重要的能量來(lái)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拓展提高：2、（09年廣東理基·34）下列有關(guān)電池的說(shuō)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)極作業(yè)試卷：課后練習(xí)5、6、7《備》P32~361~3、18、21“備選題組”1、2電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式的書寫（包括一次、二次電池和燃料電池）[知識(shí)回顧]1、已知鉛蓄電池充放電的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O試寫出放電時(shí)的正、負(fù)極,充電時(shí)的陰、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。

放電時(shí)：負(fù)極：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

正極：PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充電時(shí)：陰極：PbSO4+2e－=Pb+SO42-

陽(yáng)極：PbSO4+2H2O-2e－=PbO2+SO42-+4H+（1）先寫明電極名稱，負(fù)氧正還。（2）要注意溶液的酸堿性。適當(dāng)?shù)卦陔姌O方程式兩邊添加H+、OH—、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。（3）要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。（4）二次電池電極反應(yīng)式的書寫要弄清方向（放電還是充電）。原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)：2、已知愛(ài)迪生蓄電池在堿性條件下的電池反應(yīng)式為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2

試寫出放電時(shí)的正、負(fù)極,充電時(shí)的陰、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。

放電時(shí)：負(fù)極：Fe-2e－+2OH-=Fe(OH)2

正極：NiO2+2e－+2H2O=Ni(OH)2+2OH-

充電時(shí)：陰極：Fe(OH)2+2e－=Fe+2OH-

陽(yáng)極：Ni(OH)2+2OH--2e－=NiO2+2H2O3.a今有2H2+O2=2H2O反應(yīng),KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極應(yīng)通入___氣,正極通入___氣,電極反應(yīng)為:負(fù)極_______________

正極_____________________b如把KOH改為H2SO4作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng):負(fù)極___________________正極_______________

a和b的電池液不同,反應(yīng)進(jìn)行后溶液的PH值各有何變化_________________

氫氧2H2+4OH--4e－=4H2OO2+2H2O+4e－=4OH-2H2-4e－=4H+O2+4H++4e－=2H2Oa變小b變大考考你：如果把H2改為CH4，KOH作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)和電池方程式如何寫呢？

CH4、O2、KOH組成的燃料電池1.燃燒總反應(yīng)：

2.燃料電池總反應(yīng)：

3.正極：4.負(fù)極：CH4+2O2→CO2+2H2OCH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－→8OH-CH4+10OH--8e－→CO32-+7H2O

燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫書寫步驟：

1、寫出燃燒反應(yīng)；

2、根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；

3、寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡(jiǎn)單);4、由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。甲醇燃料電池是由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿電解質(zhì)溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。據(jù)此回答：

(1)甲醇是

極,電極反應(yīng)式是:

;(2)電池反應(yīng)的離子方程式:

CH3OH+8OH--6e－=CO32-+6H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O.

負(fù)作業(yè)試卷：課后練習(xí)1、4《備》P32~364、5、7、9、10“備選題組”4(07寧夏高考)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個(gè)電流計(jì)。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：______________________；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_______________________。電池總反應(yīng)：_______________________

Zn－2e－

=Zn2＋2H＋＋2e－

=H2↑引練3：Zn+2H+=Zn2++H2↑燃料電池電極反應(yīng)式的書寫例題:氫氧燃料電池具有高能、輕便、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為_(kāi)___________

。酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為，正極反應(yīng)式為_(kāi)_____________

_。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O

2H2-4e-=4H+引練4：原電池電極反應(yīng)式的書寫：(2)要注意溶液酸堿性，產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。*若正極是氧氣得電子，在溶液中不存在O2-

，在酸性溶液中與H+結(jié)合生成H2O，在堿性或中性溶液中，它與水結(jié)合成OH-(3)正負(fù)極反應(yīng)式相加的總反應(yīng)式，總反應(yīng)式減電極反應(yīng)式得另外一極反應(yīng)式，要注意電極反應(yīng)遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒(1)先確定正負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-方法歸納3、利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2

，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。參考答案(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G

拓展提高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)反應(yīng)，分別做原電池的負(fù)極和正極。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，如為氣體或溶液中的還原性離子可用惰性電極做負(fù)極；發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須不如負(fù)極材料活潑。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4、構(gòu)成閉合回路理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。方法歸納1、(2007年高考海南卷)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。鹽橋XYACuSO4溶液電流計(jì)Ag請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是___________；(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)________________X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________；(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。銅(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

=AgCu-2e－

=Cu2＋負(fù)(Cu)正(Ag)課后練習(xí)2、（2008重慶卷）如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠（離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng)），下列敘述正確的是（

）A.a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色

B.b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)C.a中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生B課后練習(xí)3、（2008北京高考）據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）A.正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e－=4OH－B.工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2=2H2OD.用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移D課后練習(xí)4、燃料電池能使燃料（氫氣、煤氣、天然氣、烴等）和氧氣（或空氣）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。例如用甲烷為燃料，氧氣為氧化劑，電極用多孔鎳板，電解質(zhì)溶液為30%KOH溶液，組成一種燃料電池。根據(jù)上述燃料電池的敘述,回答：(1)通入甲烷的電極為_(kāi)_____極,(2)通入氧氣的電極為_(kāi)_____極；(3)寫出通入CH4的電極的電極反應(yīng)式:

。(4)通O2的電極的電極反應(yīng)式：______________________________________.(5)電池的總反應(yīng)離子方程式：_____________________________________負(fù)正CH4+10OH--8e-=CO32-+