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          原電池的工作原理教案

          時間:2024-04-23 07:35:08 教案 我要投稿
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          原電池的工作原理教案

            作為一位杰出的老師,通常會被要求編寫教案,教案有助于順利而有效地開展教學(xué)活動。那么大家知道正規(guī)的教案是怎么寫的嗎?以下是小編為大家整理的原電池的工作原理教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。

          原電池的工作原理教案

          原電池的工作原理教案1

            一、探究教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)

            1、了解并掌握原電池形成的原理及原電池的定義。

            2、能利用實驗進行探究原電池形成的條件。

            3、能利用所學(xué)知識進行知識的運用。 能力目標(biāo)

            培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)實驗進行探究原電池原理和形成條件的能力。 情感、態(tài)度目標(biāo)

            引導(dǎo)學(xué)生通過化學(xué)實驗對原電池原理進行探究,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和相互合作精神及科學(xué)探究問題的能力。

            二、探究重點

            初步認(rèn)識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。

            三、探究難點

            通過對原電池實驗的研究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì),以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。

            四、探究過程

            【引入】電池與我們的生活息息相關(guān),在生活中哪些地方會用到電池?(學(xué)生踴躍回答)電池對我們的生活如此重要,那么你知道世界上第一個電池是誰發(fā)明的嗎?告訴大家世界上第一個電池是意大利物理學(xué)家伏打于1799年發(fā)明的,又稱伏打電池,也就是今天我們要學(xué)習(xí)的原電池

            【提問]原電池的工作原理是什么呢? 【展示】西紅柿電池。(觀看趣味實驗,激發(fā)探究原電池工作原理的欲望。) 【轉(zhuǎn)引】下面我們通過分組實驗探究原電池的工作原理

            【實驗探究】介紹實驗桌上的物品,指導(dǎo)學(xué)生做以下三個實驗:

            實驗1:把一塊鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。測量溶液的溫度,分析能量變化情況 實驗2:把一塊銅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。

            實驗3:把銅片和鋅片用導(dǎo)線連起來插入稀硫酸的燒杯里。 要求同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象,并思考原因 【學(xué)生回答】

            1、鋅片上有氣泡,因為鋅能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能

            2、銅片上沒有氣泡,因為銅不能和稀硫酸反應(yīng)

            3、銅片上有氣泡

            【教師設(shè)疑】銅不與稀硫酸反應(yīng),銅片上的氣體是哪里來的.? 【學(xué)生討論】學(xué)生激烈討論的焦點問題有:

            1、銅片上的氣體是什么?

            2、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣恚?/p>

            3、鋅片有什么變化?溶液中氫離子濃度發(fā)生了什么變化?

            討論結(jié)果:鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上,氫離子在銅片上得電子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?【引導(dǎo)】怎樣通過實驗來證明鋅片上的電子是否通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到了銅片上? 【學(xué)生回答】在銅片和鋅片中間連接一個靈敏電流計,檢測有無電流

            【實驗驗證】在連接鋅片和銅片的導(dǎo)線中接入一個靈敏電流計。引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)結(jié)論。 【學(xué)生回答】電流計指針偏轉(zhuǎn)說明導(dǎo)線中有電子流過,證明氫離子得到的電子確實是鋅片失去,通過導(dǎo)線傳遞到銅片上的。

            【追問】能量是如何轉(zhuǎn)化的?(生答:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能) 【師生小結(jié)】

            原電池的定義:我們把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池; 原電池的工作原理:

            負極:電子流出,較活潑,(鋅片):Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極:電子流入,較不活潑,(銅片):2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng) 【提問】通過以上實驗探究,你認(rèn)為構(gòu)成原電池應(yīng)滿足什么條件呢

            【實驗驗證】用下列實驗用品:鋅片、銅片、硫酸銅溶液、無水乙醇、稀硫酸、電流表、導(dǎo)線、碳棒、燒杯分析驗證下列哪些裝置可以構(gòu)成原電池?

            【思考】若把B裝置中的一個銅片分別換成鐵片和碳棒后,能構(gòu)成原電池嗎? 【學(xué)生小結(jié)】組成原電池的條件 首先,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 其次,滿足下列條件:

            (1)有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極 (2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 (3)兩極相連形成閉合回路

            【教師強調(diào)】構(gòu)成原電池的條件:兩極一液成回路

            【課堂小結(jié)】讓學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容教師給與補充

            【思考與交流】相同條件下,純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎?為什么?

            【課堂練習(xí)】

            1、根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反應(yīng)原理設(shè)計一個原電池,當(dāng)Zn為負極時,正極可以選用的金屬材料是:

            A 鎂

            B 石墨

            C 鋁

            D 鉛

            2、X、Y、Z都是金屬,把X投入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出, X 與Y組成原電池時,Y為電池的負極,X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為:()

            A X>Y>Z B X>Z>Y

            C Y>X>Z

            D Y>Z>X

            3、電工操作規(guī)程中規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起,其中的化學(xué)原理是。

            4、市場上出售的“熱敷袋”中含有鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等,熱敷袋啟 用前,用塑料袋和空氣隔絕,啟用時打開塑料袋,輕輕揉搓就會放出熱量。試回答下列問題: 熱敷袋產(chǎn)生熱量的來源是 炭粉的主要作用是 加入NaCl的作用

          原電池的工作原理教案2

            一、設(shè)計意圖:

            1、引導(dǎo)學(xué)生探究原電池概念的形成過程,理解其工作原理,明確原電池的形成條件;會書寫簡單的電極反應(yīng)式,設(shè)計簡單的原電池,會判斷電極名稱,電子及電流的方向。

            2、從概念的形成入手逐步探究其原理,以問題為中心帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生充分享受學(xué)習(xí)的全過程,使學(xué)生不但知其然,還要知其所以然。

            二、教學(xué)目標(biāo)

            1.知識與能力:⑴使學(xué)生了解原電池概念的形成與發(fā)展過程和組成條件,理解原電池的工作原理。⑵初步掌握形成原電池的基本條件,能正確規(guī)范書寫電極反應(yīng)方程式,能初步根據(jù)典型的氧化還原反應(yīng)設(shè)計設(shè)計簡單的原電池。

            2.過程與方法:⑴通過分組實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力。⑵通過化學(xué)史實引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心的學(xué)習(xí)方法。學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法。加深理解實踐→認(rèn)識→再實踐→再認(rèn)識的辨證唯物主義的思維方法。

            3.情感態(tài)度與價值觀:⑴通過原電池的發(fā)明、發(fā)展史,培養(yǎng)學(xué)生實事求是勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。⑵激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與投身科學(xué)追求真理的積極情感。⑶體驗科學(xué)探究的艱辛與愉悅,增強為人類的文明進步學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。

            三、教學(xué)重點

            原電池的工作原理。

            四、教學(xué)難點

            原電池的形成條件及電極反應(yīng);電子流向和電流方向。

            【教師活動】指導(dǎo)學(xué)生實驗:觀察鋅片、銅片上各有什么現(xiàn)象發(fā)生? 【學(xué)生分組實驗】⑴鋅片、銅片分別插入稀硫酸中。⑵鋅片、銅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸中。 【學(xué)生記錄現(xiàn)象】⑴中鋅片溶解,鋅片上有氣泡產(chǎn)生;銅片上無現(xiàn)象。⑵中鋅片溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生。

            【設(shè)計意圖】鍛煉學(xué)生實驗?zāi)芰、觀察能力,通過觀察、思考發(fā)現(xiàn)新問題的能力。 【問題與討論】銅片與稀硫酸不反應(yīng),但與鋅片連接后銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生?氣體是什么?怎樣產(chǎn)生的?

            【學(xué)生猜想與推測】銅片上的氣體應(yīng)該是氫氣,雖然銅不與稀硫酸反應(yīng),但鋅片與銅片連接后,鋅片仍然發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)而溶解,銅片上發(fā)生了氫離子得電子的還原反應(yīng),生成氫氣。銅片上的電子來自于鋅片,即鋅片上失去的電子通過導(dǎo)線傳遞到了銅片上,氫離子在銅片上得電子。

            【教師活動】動畫演示,指導(dǎo)學(xué)生觀察電子的流動方向、離子的移動方向。 【啟發(fā)】從物理角度看,電子定向移動就會產(chǎn)生電流,怎樣證明電流的產(chǎn)生? 【學(xué)生回答】連接靈敏電流計檢驗電流的存在。

            【學(xué)生分組實驗】鋅片、銅片用導(dǎo)線連接以后連上靈敏電流計,插入稀硫酸中。 【問題】靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn),偏向何方。 【學(xué)生】指針偏轉(zhuǎn),偏向銅片一方。

            【問題】電流計指針偏轉(zhuǎn)說明有電能產(chǎn)生,請問電能是從什么形式的能轉(zhuǎn)化來的?

            【小結(jié)】由于發(fā)生了氧化還原反應(yīng),有電子的轉(zhuǎn)移,電子的定向移動可以形成電流,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。這樣的裝置稱為原電池。

            【設(shè)計意圖】通過以上問題的設(shè)計與解決,層層遞進,鍛煉了學(xué)生分析推理能力,以及通過實驗驗證理論推測的能力;在概念的逐步形成過程中體驗到了探究的快樂,初步形成了原電池的概念。

            四、進一步探究原電池的本質(zhì)。

            【提問】作為電池,有正極和負極之分,鋅片和銅片誰是正極,誰是負極,你的判斷依據(jù)是什么?

            【學(xué)生】電子流出(電流流入)的電極為負極,電子流入(電流流出)電極為正極。所以 鋅片為負極,銅片為正極。指針偏向哪一極,該極為正極。從實驗現(xiàn)象知道,指針偏向銅片銅片為正極,那么鋅片為負極。 【設(shè)計意圖】運用已有的物理知識解決化學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生的思維遷移能力以及將各學(xué)科知識融會貫通與應(yīng)用能力。有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 【過渡】鋅片、銅片上發(fā)生的變化本質(zhì)是什么?我們?nèi)绾斡靡粋最簡單的式子把其變化本質(zhì)描述出來?

            【師生互動】學(xué)生討論,教師啟發(fā),運用已有的氧化還原反應(yīng)知識,據(jù)反應(yīng)本質(zhì)寫出電極反應(yīng)式。

            【板書】負極(Zn) Zn→Zn2++2e- 正極(Cu)2H++2e- → H2↑

            總式 Zn +2H+ = Zn2+ + H2 ↑

            【教師活動】指導(dǎo)學(xué)生書寫電極反應(yīng)方程式,強調(diào)其寫法需注意事項。 【提問】原電池反應(yīng)與普通化學(xué)反應(yīng)相比有何特點? 【指導(dǎo)實驗】⑴鋅粒單獨與稀硫酸反應(yīng),觀察現(xiàn)象。

           、朴勉~絲接觸鋅粒,觀察現(xiàn)象。

           、悄米咩~絲,觀察;再加少量硫酸銅溶液,觀察現(xiàn)象。

            【學(xué)生活動】分組實驗、討論、匯報實驗結(jié)果:形成原電池反應(yīng)可加快反應(yīng)速率。

            【小結(jié)】發(fā)生原電池反應(yīng)時,電子從負極流出,流入正極;負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。而普通的氧化還原反應(yīng),電子直接從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑。原電池反應(yīng)可加快反應(yīng)速率。

            【板書】負極:還原劑-ne- →氧化產(chǎn)物(氧化反應(yīng)) 正極:氧化劑+ne- →還原產(chǎn)物 (還原反應(yīng)) 還原劑失去的電子流向正極,形成定向移動的電子流,使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)被分開在兩極發(fā)生,使化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。

            【設(shè)計意圖】揭示原電池的反應(yīng)本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

            五、總結(jié)原電池形成的條件

            【問題與討論】比較伽伐尼電池、伏打電池和今天的`化學(xué)模型電池,請你歸納組成原電池的條件。

            【教師活動】重新演示這幾種電池的投影,啟發(fā)學(xué)生,共同探討。 【板書】原電池形成的條件:⑴兩個電極,能導(dǎo)電。(強調(diào):不一定是金屬電極)⑵電解質(zhì)溶液或者熔融態(tài)的電解質(zhì),能提供自由移動的陰陽離子導(dǎo)電。(陽離子移向正極,陰離子移向負極)⑶形成閉合的回路 【設(shè)計意圖】利用化學(xué)史料培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,歸納抽象其本質(zhì)的能力。完成化學(xué)源于生活,探究其本質(zhì),應(yīng)用于生活的學(xué)習(xí)目的。 正在修改的教案

            一、探究教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)

            1、使學(xué)生進一步認(rèn)識原電池,理解原電池原理,會設(shè)計簡單的原電池。

            2、通過一些探究活動,進一步認(rèn)識與體驗科學(xué)探究的過程。

            3、能利用所學(xué)知識進行知識的運用。 能力目標(biāo)

            培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)實驗進行探究原電池原理和形成條件的能力。 情感、態(tài)度目標(biāo)

            引導(dǎo)學(xué)生通過化學(xué)實驗對原電池原理進行探究,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和相互合作精神及科學(xué)探究問題的能力。

            二、探究重點

            進一步探究原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。

            三、探究難點 單液原電池向雙液原電池的過渡

            四、探究過程

            【展示】西紅柿電池。(觀看趣味實驗,激發(fā)學(xué)生進一步探究原電池工作原理的欲望。) 【引入】電池與我們的生活息息相關(guān),在生活中哪些地方會用到電池?(學(xué)生踴躍回答)電池對我們的生活如此重要,那么你知道電池是怎樣制造出來的嗎?

            【提問]原電池在必修已介紹過,今天我們來進一步研究原電池。請大家回顧下列問題

            1、什么是原電池?

            2、 要想構(gòu)成原電池必須滿足什么條件 ? 【學(xué)生回答】組成原電池的條件 首先,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 其次,滿足下列條件:

            (1)有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極 (2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 (3)兩極相連形成閉合回路

            【教師強調(diào)】構(gòu)成原電池的條件:兩極一液成回路 【思考】

            下面,依據(jù)構(gòu)成原電池的條件,請大家判斷下列裝置是不是原電池,不是的說明理由,是的寫出電極反應(yīng)方程式

            【動畫演示】原電池工作原理(以Zn-Cu原電池為例),教師做補充講解 負極:電子流出,較活潑,(鋅片):Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極:電子流入,較不活潑,(銅片):2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng)

            【分組實驗】引導(dǎo)學(xué)生仔細做下面的實驗

            Zn-Cu原電池,用一個較大的電流表,用的電解質(zhì)溶液濃度較小,讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

            要求同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象并思考原因 【學(xué)生回答】

            兩極上都有氣泡產(chǎn)生,電流計指針偏轉(zhuǎn)的幅度越來越小 【學(xué)生討論】

            為什么兩極上均有氣泡產(chǎn)生?這個原電池能否持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電流?為什么? 【教師總結(jié)】匯總學(xué)生的討論結(jié)果后,引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié) 這個原電池不能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定電流。主要原因是鋅與稀硫酸直接接觸,氫氣在鋅片表面不斷析出構(gòu)成了原電池,致使向外輸出的電流強度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后,不再構(gòu)成原電池,也就沒有電流產(chǎn)生。其次,兩極周圍有過剩電荷,阻礙電子的定向移動。

            【提問】怎樣才能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流呢?結(jié)合我們剛才分析的原因,應(yīng)該怎樣改進原來的裝置呢? 【學(xué)生回答】

            1、要避免鋅與稀硫酸直接接觸;

            2、想辦法消除兩極周圍的過剩電荷。 【演示實驗】

            1、演示帶有鹽橋的改進實驗。(邊實驗邊講解以下內(nèi)容:

            1、該原電池的組成;

            2、相關(guān)概念:半電池、半反應(yīng)、外電路、內(nèi)電路、鹽橋。)

            2去掉鹽橋,電流表指針是否偏轉(zhuǎn)?為什么?眼橋的作用是什么呢 【學(xué)生回答】不再偏轉(zhuǎn),因為這是個斷路。鹽橋的作用溝通內(nèi)電路

            【講解】鹽橋中陰陽離子的移動方向,并總結(jié)出鹽橋的另一個作用—平衡電荷 【討論并比較】鹽橋原電池有什么優(yōu)點簡單原電池和帶有鹽橋原電池有什么相同點和不同點 【設(shè)問】能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池應(yīng)具備哪些條件? 【學(xué)生總結(jié)】

            1、電極和與其接觸的電解質(zhì)溶液不發(fā)生反應(yīng)

            2、用眼橋接通電路

            【過渡】那么依據(jù)原電池原理如何設(shè)計一個能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池? 〔鞏固練習(xí)〕把反應(yīng)Fe+2FeCL3=3FeCL2設(shè)計成雙液原電池 〔課堂總結(jié)〕

            1、原電池原理

            2、產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池應(yīng)具備的條件

            3、原電池的設(shè)計思路

          原電池的工作原理教案3

            教學(xué)目標(biāo):

            一、知識與技能:

            1、了解原電池的工作原理,原電池的構(gòu)成條件并能設(shè)計簡單的原電池。

            2、理解原電池的本質(zhì)和原電池的正負極與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。

            二、過程與方法

            1、通過對比實驗的探究認(rèn)識到原電池在化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^程中所起到的作用。

            2、通過探究實驗,分析并歸納出形成原電池的條件。

            3、通過多媒體動畫分析原電池中微觀粒子的移動,深入理解原電池的本質(zhì)。

            三、情感態(tài)度與價值觀

            1、學(xué)會通過對比的方法來處理實驗結(jié)果,由具體的實驗現(xiàn)象描述逐漸形成抽象概括。

            2、認(rèn)識到科學(xué)對人類產(chǎn)生的影響是多方面的,要有辯證看待事物的眼光。

            3、認(rèn)識到個體與群體是密切相關(guān)的,從而形成“環(huán)保從我做起”的意識。

            教學(xué)重難點:

            1、本節(jié)教學(xué)重點:初步認(rèn)識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。

            2、本節(jié)教學(xué)難點:通過對原電池實驗的探究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。

            學(xué)情分析:

            學(xué)生在必修1中已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng),對氧化還原反應(yīng)的特征——“反應(yīng)中有電子的得失”有較好的認(rèn)識。并掌握了氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)與電子得失(化合價升降)的聯(lián)系。這將有助于學(xué)習(xí)者理解并掌握原電池的本質(zhì)——氧化還原反應(yīng),以及原電池正負極與電極得失電子的關(guān)系。

            教材分析:

            本節(jié)課講授的是《化學(xué)—必修二》中第二章第二節(jié)——化學(xué)能與電能。在高中化學(xué)中關(guān)于原電池的內(nèi)容有兩部分,分別是必修二第二章第二節(jié)(化學(xué)能與電能)以及選修四第四章第一節(jié)(原電池)。本節(jié)課作為必修內(nèi)容中的一部分,在知識的.深度上偏低,要符合所有學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況;在廣度上要有一定的拓展,使得學(xué)習(xí)者能夠有一個較為開闊的學(xué)習(xí)視野;而在學(xué)習(xí)知識上要把握好基礎(chǔ)知識的框架,為部分學(xué)習(xí)者的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

            教學(xué)過程:

            【引入】同學(xué)們好,你們看這是什么?(展示手電筒、手機、MP3等電器。)

            【學(xué)生回答】電筒、手機、MP3。

            【引導(dǎo)】這些電器的工作需要什么樣的能源?從哪里獲得?

            【學(xué)生回答】電能,電池。

            【引導(dǎo)】那么電池如何能產(chǎn)生電能呢?要解決這個問題我們先回顧一下上節(jié)課所學(xué)的知識,各種形式能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,比如化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能。那么電能可以由什么能量轉(zhuǎn)化來,你們了解哪些發(fā)電方式吧?

            【學(xué)生回答】有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核能發(fā)電等。

            【講述】閱讀教材40頁圖2—7、2—8及第二段了解我國發(fā)電方式和發(fā)電總量構(gòu)成,以及火力發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化。

            【分組討論】我國發(fā)電總量構(gòu)成說明什么問題?火力發(fā)電過程中涉及哪些形式的能量轉(zhuǎn)化?分析火力發(fā)電的缺點?

            【學(xué)生回答】以火力發(fā)電為主,火力發(fā)電就是通過化石燃料燃燒,使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為熱能,加熱水使之汽化為水蒸汽以推動蒸汽輪機,然后帶動發(fā)電機發(fā)電。即存在化學(xué)能→熱能→機械能→電能幾種能量的轉(zhuǎn)化。

            缺點包括:煤是不可再生能源、煤燃燒對環(huán)境的污染大、火力發(fā)電能量轉(zhuǎn)化過程多,能量損耗多能量利用率低。

            【引導(dǎo)】從上面討論可知火力發(fā)電事實上將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為了電能,只不過所需的能量轉(zhuǎn)化過程多,能量利用率低。那么我們能不能找到一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方法呢?

            我們再來分析一下火力發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化過程。

            化學(xué)能→熱能→機械能→電能

            大家覺得這一系列的能量轉(zhuǎn)化過程中最重要的一步是哪一步?為什么?

            【學(xué)生回答】化石燃料的燃燒即化學(xué)能→熱能因為只有將化學(xué)能以熱能。

            形式釋放出去后才可能實現(xiàn)后續(xù)過程中的能量形式轉(zhuǎn)化。

            【引導(dǎo)】非常正確,由此我們可以看出在火力發(fā)電中,化石燃料的燃燒(發(fā)生氧化還原反應(yīng))是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。那么誰能告訴我氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么?

            【學(xué)生回答】還原劑和氧化劑之間存在電子的轉(zhuǎn)移。

            【引導(dǎo)】對!因此電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果是引起物質(zhì)化學(xué)鍵重新組合,同時將化學(xué)能以熱能釋放。那么如果我們能將氧化還原反應(yīng)中的化學(xué)能直接以電能形式釋放,是否就可以實現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢?

            下面請同學(xué)們完成以下幾個探究實驗,并討論完成相關(guān)實驗報告。

            【學(xué)生分組實驗】

            實驗一取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙。

            測定其pH值。然后將一塊鋅片插入稀硫酸中,觀察實驗現(xiàn)象。

            一段時間后再測溶液的pH值,并用手觸摸燒杯外壁。

            【學(xué)生總結(jié)】

            Zn片逐漸溶解,Zn片表面有氣泡產(chǎn)生,溶液的。

            pH值增大,燒杯外壁有一定溫度。

            結(jié)論:Zn與稀H2SO4發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

            【引導(dǎo)】請同學(xué)們思考并討論幾個問題:

           、俑鶕(jù)相關(guān)實驗現(xiàn)象,寫出反應(yīng)方程式。

            ②反應(yīng)過程中有無電子轉(zhuǎn)移,如果有,分析誰得電子,誰失電子?

            ③反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化形式如何?

            【討論并總結(jié)】pH值增大即說明溶液中的c(H+)減小,H+。

            數(shù)目減少,有氣泡產(chǎn)生。因此反應(yīng)為:

            Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。

            Zn–2e— Zn2+發(fā)生氧化反應(yīng)。

            2H+2e H2↑發(fā)生還原反應(yīng)。

            化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。

            實驗二另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙+—Zn稀H2SO4Cu稀H2SO4。

            測定其pH值。然后將一塊銅片插入稀硫酸中,觀察實驗現(xiàn)象。

            一段時間后再測溶液的pH值,并用手觸摸燒杯外壁。

            【學(xué)生總結(jié)】

            無明顯現(xiàn)象,溶液的pH不變,燒杯外壁無溫度變化。此過程中未發(fā)生反應(yīng),實驗三另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙。

            測定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片同時插入稀硫酸中,觀察實驗現(xiàn)象。一段時間后再測溶液的pH值。

            【學(xué)生總結(jié)】

            同實驗一Zn片逐漸溶解,Zn片表面有氣泡產(chǎn)生,溶液的pH值增大,燒杯外壁有一定溫度。Cu片無明顯現(xiàn)象。

            結(jié)論:Zn與稀H2SO4發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

            Cu與稀H2SO4不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。實驗四另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙測定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片;同時插入稀硫酸中,用導(dǎo)線連接,并在導(dǎo)線中間連接一個電流計。觀察實驗現(xiàn)象。

            【學(xué)生總結(jié)】

            Zn片逐漸溶解,Cu片不溶解,Cu片表面有氣泡產(chǎn)生,溶液的pH值增大,電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

            【引導(dǎo)】這里出現(xiàn)了兩個比較特殊的現(xiàn)象,其一

            Cu片表面有氣泡產(chǎn)生,其二電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請同學(xué)們結(jié)合實驗一的現(xiàn)象和結(jié)論分析為什么Cu片表面有氣泡產(chǎn)生,電流表的指針偏轉(zhuǎn)說明什么?并思考該過程中得、失電子的物質(zhì)是什么?寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。

            【討論并總結(jié)】

            1、Zn片逐漸溶解,Cu片不溶解,說明失電子的還是Zn片,Cu片并未失電子。

            2、Cu片表面有氣泡產(chǎn)生,溶液的pH值增大,說明該氣泡仍然是H2,只不過氫ZnCu稀H2SO4離子是在銅片上獲得電子,而不是在鋅片上獲得電子。

            3、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)還是Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑

            4、電流表的指針偏轉(zhuǎn)說明有電流產(chǎn)生,該過程獲得了電流,即實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

            【引導(dǎo)】通過同學(xué)們的討論,我們確定了在實驗四中實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,在此過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和實驗一相同,因此我們有必要分析一下為什么同一個化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同的實驗裝置設(shè)計實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了兩種不同形式的能量(熱能、電能)。這種實驗裝置的設(shè)計有什么特殊之處?

            思考這樣幾個問題:

           、贋槭裁词ル娮拥氖荶n片,而不是Cu片?

           、趯Ρ葘嶒炓缓蛯嶒炈牡檬щ娮拥奈恢貌顒e?

            ③Cu片并未失電子,而氫離子是在銅片上獲得電子,那么Cu片上的電子是從什么地方來的?

            【討論并總結(jié)】

            1、Zn和Cu的金屬活潑性不一樣,Zn比Cu的失電子能力強。

            2、實驗一中得失電子的位置均在Zn片表面,而實驗四中失電子的位置在Zn片表面(發(fā)生氧化反應(yīng)),得電子的位置在Cu片(發(fā)生還原反應(yīng))。

            3、Cu片上的電子來自于Zn片,電子經(jīng)導(dǎo)線從Zn片流向Cu片從而獲得電流。

            【歸納】從同學(xué)們的討論可知,只要具有類似實驗四這種把一個氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)使之在不同區(qū)域進行,并通過導(dǎo)線傳遞氧化還原反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移電子的實驗裝置就能實現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。因此我們把這種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。另外,根據(jù)物理學(xué)知識我們知道電流(正電荷)由正極流向負極,那么電子(負電荷)就應(yīng)該從負極流向正極,因此我們可以規(guī)定實驗四中的鋅片作為負極,銅片作為正極。它們發(fā)生的反應(yīng)稱為電極反應(yīng)。

            【繼續(xù)探究】

            現(xiàn)在我給大家一些材料,各小組可以自己設(shè)計原電池,然后匯報設(shè)計結(jié)果與心得。

            (材料:導(dǎo)線、炭棒、鐵片若干、銅片若干、燒杯、稀硫酸、檢流計、蔗糖溶液、硫酸銅溶液。)

          原電池的工作原理教案4

            三維目標(biāo):

            1.知識技能

            (1)理解原電池的工作原理、組成及應(yīng)用。

            (2)能根據(jù)原電池的原理設(shè)計簡單的原電池并能解決原電池的有關(guān)問題。

            2.過程與方法

            (1)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力。

            (2)通過反應(yīng)物之間電子的轉(zhuǎn)移的回顧,理解原電池的形成是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)的拓展和運用。

            3.態(tài)度、情感與價值觀

            (1)通過探究實驗活動,培養(yǎng)學(xué)生自主探索創(chuàng)新精神和同學(xué)間的交流合作學(xué)習(xí)的協(xié)作精神,并通過實驗不斷體現(xiàn)出由實踐→認(rèn)識→再實踐→再認(rèn)識的認(rèn)知過程。

            (2)通過原電池的探究實驗,體驗科學(xué)探究的艱辛與愉悅,增強為人類的文明進步學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與投身科學(xué)追求真理的積極情感。

            教材分析:

            當(dāng)今社會,學(xué)生對“電”有著豐富而又強烈的感性認(rèn)識,當(dāng)學(xué)生知道了化學(xué)反應(yīng)中能量的相互轉(zhuǎn)化過程之后,對化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。教材進一步加深對原電池裝置認(rèn)識,提出了具有鹽橋的原電池裝置?赏ㄟ^“科學(xué)探究”進一步挖掘原電池原理和組成條件,接著教材介紹根據(jù)此原電池原理可以制成的各種在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實驗、日常生活中被廣泛應(yīng)用的原電池。教材緊密聯(lián)系生活實際,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣,更重要的是啟發(fā)學(xué)生運用已學(xué)化學(xué)知識解決實際問題,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

            學(xué)情分析

            通過高一對化學(xué)能與電能的學(xué)習(xí),對原電池的概念有一定的理解,但并不深入。在高二理科班的教學(xué)中,應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟箅y度。同時還要考慮到在高一時學(xué)生掌握的程度不同,對高一的知識要進行一定量的復(fù)習(xí),這樣不同程度的學(xué)生都能掌握原電池的知識點。在復(fù)習(xí)知識的同時設(shè)計的實驗也在一定程度上激發(fā)學(xué)生的興趣,也能很好的培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,與同伴間的合作能力等。

            教學(xué)策略:

            圍繞原電池的概念、原理和組成組織學(xué)生開展發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)活動,在“實現(xiàn)化學(xué)能直接向電能轉(zhuǎn)化”的一系列探究實驗中讓學(xué)生形成解決問題的經(jīng)驗及化學(xué)知識技能。教師作為引導(dǎo)者和參謀,在整個活動中幫助學(xué)生盡可能排除失敗和無效學(xué)習(xí)。

            教學(xué)重難點:

            掌握原電池原理、組成及應(yīng)用。

            教學(xué)準(zhǔn)備:

            教學(xué)方法:講授、演示實驗、學(xué)生實驗、多媒體輔助教學(xué)。

            實驗準(zhǔn)備:電流計,銅片、鐵片、鋅片、碳棒、稀硫酸、硫酸銅溶液、無水乙醇、蒸餾水、導(dǎo)線(帶鱷魚嘴)、燒杯、塑料棒等等。

            教具準(zhǔn)備:教師制作課件、多媒體教學(xué)平臺。

            教學(xué)過程:

            (導(dǎo)入)如果我們生活在沒有電的世界里,你覺得會是一個什么樣的場景?

           。▽W(xué)生回答)答案多樣。

           。ㄕ故荆┮唤M圖片,如今的電池各種各樣,它們的原理是如何的呢?

           。ㄞD(zhuǎn)折)我們今天就來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)原電池裝置的知識。

           。ò鍟┑谝还(jié) 原電池

            原電池:

            將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

            (回顧)高一曾學(xué)過的鋅銅原電池,它是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的。

            (學(xué)生回答)簡單的原電池原理

           。ㄕ故疽粋原電池的裝置)請大家來觀察一下這個原電池裝置,它與以前學(xué)的原電池裝置是有區(qū)別的,看看指示燈會亮嗎?

           。▽W(xué)生觀察結(jié)果)有電流產(chǎn)生。

           。ㄌ釂枺(gòu)成這樣的原電池有哪些條件呢?我們就來做做實驗找找構(gòu)成原電池的條件。

           。▽W(xué)生實驗)學(xué)生分成不同的組做實驗,組與組之間實驗有的不相同。

           、賈n-Zn與硫酸銅進行實驗。

           、贑u-Cu與硫酸銅進行實驗。

           、跢e-Zn與硫酸銅進行實驗。

           、躗n-石墨與硫酸銅進行實驗。

           、軿n-Cu與鹽酸溶液進行實驗。

           、轈u-Zn與乙醇溶液進行實驗。

           、逤u-Zn與電極插入裝有不同溶液的兩個燒杯。(由多媒體演示)

           、郱n-塑料棒與鹽酸進行實驗

           、酑u-石墨與硫酸銅進行實驗。

           、鈀n-石墨與硫酸銅進行實驗。

           。▽W(xué)生回答)一般只要求答是否有電流通過,但在做實驗時應(yīng)鼓勵積極思考。

           。ň唧w分析)

            形成條件一:活潑性不同的兩個電極

            負極:較活潑的金屬(發(fā)生氧化反應(yīng));

            正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體石墨等(發(fā)生還原反應(yīng));

            形成條件二:電極需插在電解質(zhì)溶液中;

            形成條件三:必須形成閉合回路。

            用一句話可概括為“兩極─液成回路”

            而且,原電池反應(yīng)必須是一個氧化還原反應(yīng)。

            (板書)

            1.

            構(gòu)成原電池的條件

           。1)原電池反應(yīng)必須是一個氧化還原反應(yīng)。

            (2)活潑性不同的兩個電極

           。3)電極需插在電解質(zhì)溶液中;

           。4)必須形成閉合回路。

           。ǹ偨Y(jié))實質(zhì)上,原電池裝置就是將氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開,用導(dǎo)線將它們連接,讓反應(yīng)中的電子經(jīng)過導(dǎo)線進行轉(zhuǎn)移,從而產(chǎn)生電流。

            (思考)與第⑦組類似的實驗裝置可否改進為原電池裝置?

            (展示)有鹽橋的原電池裝置。

            (多媒體展示) 有鹽橋的原電池裝置的原理。

           。ㄖv述)該電池裝置的原理,裝置的優(yōu)點,加入半電池的概念以及鹽橋的作用。

           。ò鍟

            (原電池可以由兩個半電池組成)

            2.鹽橋的作用

            3.工作原理

            4.原電池輸出電能的能力取決于反應(yīng)物的氧化還原能力(學(xué)生設(shè)計實驗),利用所給材料設(shè)計原電池,并用實驗驗證設(shè)計結(jié)果。

            電極材料:Cu、Zn、碳棒、Fe

            溶液:ZnSO4溶液、ZnCl2溶液、蔗糖溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、CuSO4溶液、氯化鐵溶液、酒精溶液、鹽橋

           。ㄔu價)也可能有錯誤,但一定要鼓勵學(xué)生積極參與態(tài)度。

           。ㄋ伎季毩(xí))

            1、把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時,b極上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的.活動性順序由強到弱的為( )。

            A.a(chǎn)>b>c>d B.a(chǎn)>c>d>b

            C.c>a>b>d D.b>d>c>a

            2、某原電池總反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能實現(xiàn)該反應(yīng)的電池是( )。

            A.正極為Cu,負極為Fe,電解質(zhì)為FeCl3溶液

            B.正極為Cu,負極為Fe,電解質(zhì)為Fe(NO3)3溶液

            C.正極為Cu,負極為Zn,電解質(zhì)為Fe2(SO4)3溶液

            D.正極為Ag,負極為Fe,電解質(zhì)為CuSO4溶液

            3、將反應(yīng)2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+設(shè)計成為原電池裝置,要求:標(biāo)明電極材料、電極名稱和電子流通方向、電解質(zhì)溶液,寫出電極反應(yīng)方程式。

           。 由時間而定,習(xí)題的講解)

           。ㄐ〗Y(jié))本節(jié)課的重點是:

            1.認(rèn)識了一種有鹽橋的原電池裝置,知道它的工作原理。它將氧化還原反應(yīng)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)嚴(yán)格的分開,形成了兩個半電池,用導(dǎo)線和鹽橋?qū)⑺鼈冞B接起來,形成了效果更好的原電池。

            2.并且能夠根據(jù)該原理設(shè)計簡單的原電池裝置。

            (作業(yè))

            一、探究延伸:

            各小組自己設(shè)計原電池的裝置,并從原理的角度分析自己的設(shè)計,上交所設(shè)計方案,安排課余時間用實驗驗證本組的實驗方案。

            二、家庭實驗探究:

            1、請你在家中拆一節(jié)干電池,并觀察其結(jié)構(gòu)。

            2、在一塊表面無銹的鐵片上滴一大滴含酚酞的食鹽水,放置一段時間后觀察,看到什么現(xiàn)象?為什么?試說明產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因并用化學(xué)方程式表示發(fā)生的變化。

            (板書)

            第一節(jié) 原電池

            一、原電池

            化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置

            二、有鹽橋的原電池裝置

            1.構(gòu)成原電池的條件(原電池可以由兩個半電池組成)

           。1)原電池反應(yīng)必須是一個氧化還原反應(yīng)。

           。2)活潑性不同的兩個電極

            (3)電極需插在電解質(zhì)溶液中;

            (4)必須形成閉合回路。

            2.鹽橋的作用

            3.工作原理

            4.原電池輸出電能的能力取決于反應(yīng)物的氧化還原能力

          原電池的工作原理教案5

            教學(xué)目標(biāo)

            知識技能:通過復(fù)習(xí)掌握原電池、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護原理。

            能力培養(yǎng):根據(jù)知識點的復(fù)習(xí)培養(yǎng)總結(jié)、歸納的能力,培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

            科學(xué)思想:應(yīng)用電化學(xué)的知識綜合、歸納,理論聯(lián)系實際。

            科學(xué)方法:應(yīng)用實驗研究問題的方法。

            重點、難點 原電池與電解池的比較。

            教學(xué)過程設(shè)計

            教師活動

            一、電化學(xué)知識點的復(fù)習(xí)

            【設(shè)問】

            電化學(xué)中有哪些知識點是重點要掌握的呢?

            學(xué)生活動

            回答:

            原電池與電解池的不同點;原電池的工作原理以及電解池的工作原理;兩極反應(yīng)的判斷和書寫;電化學(xué)的應(yīng)用。

            很好,我們可以將電化學(xué)的知識歸納在網(wǎng)絡(luò)圖中,哪一個同學(xué)能夠?qū)懗觯?/p>

            【投影】知識點的歸納,網(wǎng)絡(luò)圖

            學(xué)生打出投影:

            1.常見的電池

            【設(shè)問】

           、贅(gòu)成原電池的材料是什么呢?

           、谠姵氐脑硎鞘裁茨?

            ③它的原理與電解池有什么不同?

           、艹R姷碾姵氐念愋?

            看錄像或投影:

            回答:

           、僭姵厥怯山饘倥c金屬或非金屬,電解質(zhì)溶液構(gòu)成的。

            ②原電池是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

            ③它的原理與電解池不同,因為電解池是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

           、艹R姷碾姵赜校焊呻姵兀恍铍姵。

            幾種電池示意圖:

            【設(shè)問】

            根據(jù)示意圖你能說明電池的種類嗎?

            回答:

            鋅錳電池(干電池)、鉛蓄電池、燃燒電池(氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池)等。

            【設(shè)問】

           、匐姵氐膬蓸O各發(fā)生了什么反應(yīng)?

            ②電池正、負兩極應(yīng)該如何確定?

            它的兩極與電解池的兩極有什么不同點?

           、墼诳赡骐姵刂校潆、放電過程是應(yīng)用了原電池的原理還是電解池的原理?

            回答:

           、倩顫姷慕饘贋樨摌O,發(fā)生氧化反應(yīng)。

            不活潑的金屬為正極,發(fā)生還原反應(yīng)。

           、谠姵嘏c電解池的兩極不相同,表現(xiàn)在:原電池活潑金屬是負極,而電解池與電源負極相互聯(lián)結(jié)的就是負極(陰極)。

            原電池兩極金屬的金屬活動性必須不同,而電解池兩極可以是惰性電極,也可以是金屬電極。

           、鄯烹姷倪^程是應(yīng)用了原電池的原理,而充電過程應(yīng)用了電解池的原理。

            【講解】

            電池可以分為可逆電池和不可逆電池,比如:干電池、燃燒電池等都是不可逆電池,它們在發(fā)生反應(yīng)時有氣體或生成的物質(zhì)無法在相同的條件下返回,所以,稱為不可逆電池。

            【設(shè)問1】

            請舉例說明不可逆電池(展示學(xué)生解剖的干電池)?

            干電池的兩極材料是什么?

            電解質(zhì)溶液是什么?

            兩極反應(yīng)式如何書寫?

            總反應(yīng)如何書寫?

            回答1:

            如:鋅-錳電池

            兩極材料是Zn、MnO2

            電解質(zhì)溶液是:NH4Cl

            負極:Zn-2e=Zn2+

            總反應(yīng):Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑

            【評價】糾正學(xué)生的錯誤,寫出正確的反應(yīng)。

            【設(shè)問2】

            還有什么實例呢?

            兩極材料是什么呢?

            電解質(zhì)溶液是什么呢?

            回答2:

            再如:鋅-銅電池,負極-Zn,正極-Cu。

            負極:Zn-2e=Zn2+,電解質(zhì)溶液——稀硫酸。

            正極:2H++2e=2H=H2

            總反應(yīng):2H++Zn=H2↑+Zn2+

            什么是可逆電池呢?(看前面的圖)

            誰能寫出兩極反應(yīng)式?

            總反應(yīng)式又如何書寫呢?

            (教師指導(dǎo)學(xué)生書寫)

            鉛蓄電池是可逆電池

            兩極反應(yīng)式:

            負極:Pb-2e=Pb2+

            總反應(yīng):

            【練習(xí)】

            書寫兩極反應(yīng)式。

            若有:

            (1)銅、鋅、稀硫酸

           。2)銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕

           。3)鋅、鐵放在食鹽水中

            (4)氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負極為H2O,正極則有大量的氫氧根生成)

           。5)甲烷燃燒電池(電池負極甲烷燃燒失去電子,在堿性條件下

            根據(jù)信息寫出(4)、(5)的電池總反應(yīng)式。

            板演:

           。1)負極:Zn-2e=Zn2+

            正極:2H++2e=2H=H2

           。2)負極:2Fe-4e=2Fe2+

            正極:O2+4e+2H2O=4OH-

            (3)負極:2Zn-4e=2Zn2+

            正極:O2+4e+2H2O=4OH-

           。4)負極:2H2+4OH--4e=4H2O

            正極:O2+4e+2H2O=4OH-

            總反應(yīng):2H2+O2=2H2O

            正極:2O2+8e+4H2O=8OH-

            【設(shè)問】

            誰能夠?qū)⑷紵姵匦〗Y(jié)一下呢?

            回答:

            在燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是:

            負極發(fā)生氧化反應(yīng),化合價升高,失去電子;

            總反應(yīng)式為:兩極反應(yīng)的加合;

            書寫反應(yīng)時,還應(yīng)該注意得失電子數(shù)目應(yīng)該守恒。

            【評價】回答的很好。

            燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是:

            負極:化合價升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);

            正極:化合價降低,得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。

            2.分析電解應(yīng)用的主要方法和思路

            【設(shè)問】

            電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點是什么呢?

            在電解時離子的放電規(guī)律是什么呢?

            電解的結(jié)果:溶液的濃度、酸堿性有無變化?

            回答:

            通電前:電解質(zhì)溶液的電離(它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離)。

            通電后:離子才有定向的移動(陰離子移向陽極,陽離子移向陰極)。

            放電規(guī)律:

            陽極:

            金屬陽極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根

            陰極:

            Ag+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Mg2+

            溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如:電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。

            因為溶液中的氫離子或氫氧根離子放電,所以酸堿性可能發(fā)生改變。

            請同學(xué)們看下列的歸納表格。

            3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律

            (1)若無外接電源,可能是原電池,依據(jù)原電池的形成條件判斷,主要有“三看”。

            【設(shè)問】看什么呢?

            回答:

            看電極;看溶液;看回路。

            【投影】

            先看電極:兩極為導(dǎo)體且活潑性不同,有一個先發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

            再看溶液:兩極插入電解質(zhì)溶液中。

            【設(shè)問】

            這樣就可以形成電池了嗎?

            回答:

            不能。

            對,還應(yīng)該看回路:形成閉合回路或者兩極板相接觸。

            【設(shè)問】

            若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,并有回路,可能是什么池?

            回答:

            是電解池。

            【評價】不完全正確。(糾正后看投影)

           。2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,可能是電解池或者是電鍍池。

            【設(shè)問】為什么呢?

            回答:

            當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同時,則為電鍍池,其余的情況是電解池。

            【評價】很好,根據(jù)電解液、根據(jù)陽極的電極材料,確定電解或電鍍。

            二、電化學(xué)的應(yīng)用

            1.原電池原理的應(yīng)用

            【設(shè)問】

            請同學(xué)們根據(jù)已經(jīng)復(fù)習(xí)的知識回答原電池原理的應(yīng)用及依據(jù)?

            回答:

            應(yīng)用到實際中有:

            (1)由電極反應(yīng)現(xiàn)象確定原電池的正極和負極,用來判斷電極金屬活動性強弱。

           。2)分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。

           。3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化,判斷放電、充電。

            【投影】

            【評價】學(xué)生總結(jié)的很好,看以下歸納。

            根據(jù)學(xué)生的回答小結(jié):

            原電池原理的三個應(yīng)用和依據(jù):

           。1)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷正極和負極,以確定金屬的活動性。其依據(jù)是:原電池的`正極上現(xiàn)象是:有氣體產(chǎn)生,電極質(zhì)量不變或增加;負極上的現(xiàn)象是:電極不斷溶解,質(zhì)量減少。

           。2)分析判斷金屬腐蝕的速率,分析判斷的依據(jù),對某一個指定金屬其腐蝕快慢順序是:

            作電解池的陽極>作原電池的負極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。

            判斷依據(jù):

           。1)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象原電池中溶解的一方為負極,金屬活動性強。

           。2)根據(jù)反應(yīng)的速度判斷強弱。

           。3)根據(jù)反應(yīng)的條件判斷強弱。

            (3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化,分析的思路是先分析電池反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)化合價的變化,確定原電池的正極和負極,然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。

            【練習(xí)】

            1.下列五個燒杯中均有天然水

            鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。

            回答:

            從圖和復(fù)習(xí)歸納的方法可以分析,有外接電源時鐵放在電源的正極,鐵被腐蝕的最快;若放在負極腐蝕的最慢;原電池中,兩極的金屬活動性差別越大,反應(yīng)越快,但若有活動性強于鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕(保護了鐵),所以此題的答案是:

           。4)、(2)、(1)、(3)、(5)。

            2.電解規(guī)律的應(yīng)用

            【設(shè)問】

            電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容?

            回答:

            主要應(yīng)用是:依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。

            【設(shè)問】

            如何恢復(fù)電解液的濃度呢?(舉例說明)

            回答:

            電解液應(yīng)先看pH的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是:

            電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應(yīng)該加入的是氯化氫。

            【設(shè)問】

            如果電解硫酸銅時,要恢復(fù)原來的濃度應(yīng)該加入什么呢?

            回答:

            因為電解硫酸銅時,生成的是銅和氧氣,所以應(yīng)該向溶液中加入氧化銅。

            【設(shè)問】

            電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢?

            回答:

            在分析應(yīng)用問題中還應(yīng)該注意:

            一要:不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序,還應(yīng)該注意電極材料(特別是陽極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。

            【練習(xí)】

            用石墨電極電解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不變的是______。

           。1)HCl (2)NaOH

           。3)Na2SO4 (4)NaCl

            回答:

            鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣,溶液的pH升高。

            氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH升高。

            硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH不變。

            氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣,溶液的pH升高。

            所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。

            答案:pH不變的是(3)。

            以上的四種溶液電解后,如何使其濃度恢復(fù)到原來的濃度呢?

            回答:

            在(1)中應(yīng)該加入氯化氫。

            在(2)中應(yīng)該加入一定量的水。

            在(3)中應(yīng)該加入一定量的水。

            在(4)中應(yīng)該加入一定量的氯化氫。

            3.綜合利用——實用電池與可逆電池

            常見的電池應(yīng)用是:

           、俑呻姵兀╖n-Mn電池)

            日常生活和照明。

           、阢U蓄電池

            應(yīng)用于國防、科技、交通、化學(xué)電源等。

           、垆囯姵

            密度小,壽命長應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。

           、苋紵姵

            污染小、能量轉(zhuǎn)化高,應(yīng)用于高科技研究。

           、萜渌姵

            鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營作業(yè)。

            回答:

            應(yīng)用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標(biāo)電源。

            今后我們還可以根據(jù)原理設(shè)計出更多更好的實用電池。

            三、典型習(xí)題分析

            【投影】

            例題1如圖2-17,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計,K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液,K打開,接通電源一段時間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。

           。1)外電源的正、負極分別是R為____,S為_____。

            (2)A附近溶液的現(xiàn)象是_______,B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____。

           。3)濾紙上的紫色點向哪方移動____。

            (4)當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過一段時間,C、D中氣體逐漸減少,主要因為____,有關(guān)的反應(yīng)式為_____。

            根據(jù)圖分析回答:

           。1)C、D產(chǎn)生氣體的體積是不相同的,由此可以判斷C端的氣體是氫氣,D端產(chǎn)生的氣體是氧氣,所以確定R為負極而S端是正極。

           。2)A附近的變化是變?yōu)榧t色,因為D端放氧氣,N端為陽極,而A端為陰極,吸引陽離子,陽離子放電2H+-2e=H2。因為,電解破壞了水的電離平衡,所以,此處OH-濃度增大,溶液顯紅色。而在B端發(fā)生OH-放電,其反應(yīng)為:4OH--4e=2H2O+O2。

           。4)氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應(yīng),(類似燃燒電池),消耗了氫氣和氧氣。

           。-)2H2+4OH--4e=4H2O

            (+)O2+2H2O+4e=4OH-

            【評價】此題是一道比較綜合的題,它考察了電化學(xué)知識的大部分內(nèi)容。

            此題的突破點是,示意圖中的兩種氣體的體積,由此確定電源的正、負極,使題中所有問題迎刃而解。這位同學(xué)分析得非常好,我們應(yīng)該認(rèn)真的讀題,抓住題中的突破口。

            【投影】

            例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通電一段時間后,兩極各出現(xiàn)氣體2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),求原來溶液中CuSO4的濃度。

            請同學(xué)們分析后給出答案。

            回答:

            陽極產(chǎn)生的氧氣為2.24L,陰極產(chǎn)生的氫氣為2.24L。

            由CuSO4電解時放出的氧氣為0.05mol,計算是:

            2Cu2+~O2

            2/y=1/0.05 y=0.1mol

            c(Cu2+)=0.1/0.1=(mol/L)

            【評價】

            此題的突破口是根據(jù)題意分析出兩極各產(chǎn)生的氣體為2.24L;根據(jù)得失電子守恒。

            同學(xué)們的分析是非常正確的。

            【投影】

            例題3 人工生成鋁表面的氧化鋁保護膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽極放入盛18%H2SO4溶液的電解槽。通電一定時間,設(shè)陽極氧氣全部與鋁反應(yīng)。

            思考后回答:

            通過的電量為1A×3600s=3600C(庫侖)。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的電子。

            今有表面積約1.0dm2的鋁制品,放入電解槽,通入1A的電流1h(小時),已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3,則生成均勻的氧化膜的厚度是多少?

            請同學(xué)們分析:

            在從2molAl與1.5mol氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁可知,得失電子為6mol。根據(jù)此反應(yīng)計算出氧化鋁的物質(zhì)的量,再根據(jù)氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。

            此題的答案是:24μm(微米)。

            【評價】

            同學(xué)們分析的比較清楚,在作此題時應(yīng)該抓住時間、表面積、電量、物質(zhì)的量的相互關(guān)系,應(yīng)用數(shù)學(xué)方法得到正確的答案。

            請同學(xué)們通過練習(xí)鞏固復(fù)習(xí)的知識,提高解題的能力,以適合生活、生產(chǎn)、科技的需要。

            精選題

            一、選擇題

            1.銀鋅電池廣泛應(yīng)用各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為:

            反應(yīng)的物質(zhì)是 [ ]

            A.Ag

            B.Zn(OH)2

            C.Ag2O

            D.Zn

            2.應(yīng)用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解,當(dāng)電解溶液的pH從6變?yōu)?時(設(shè)陰極沒有H2析出,電解前后的溶液體積不變),電極上析出銀的質(zhì)量是 [ ]

            A.27mg

            B.54mg

            C.108mg

            D.216mg

            二、非選擇題

            離子組成符合下列情況的電解質(zhì),進行電解(各離子只能使用一次)。

            (1)以碳棒為電極進行電解,電解質(zhì)的含量減少,水量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積相同,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解的電極反應(yīng)____,電解的總方程式是____。

            (2)以鉑絲為電極進行電解,水量減少,電解質(zhì)的含量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積為2∶1,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電極反應(yīng)式為____。

           。3)惰性電解,電解質(zhì)的含量減少,水的含量也減少,pH下降,則電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解總的方程式____。

            4.正在研究應(yīng)用鋅頂替鉛的電池,它可以減少環(huán)境污染容量又很大,其電池反應(yīng)為2Zn+O2=ZnO,其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請寫出:

           。1)電極反應(yīng)____,____。

           。2)估計該電解質(zhì)溶液應(yīng)該用____(強的酸或強的堿)。

            5.定溫下,將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當(dāng)陽極逸出amol氣體時,同時從溶液中析出mgNa2SO410H2O晶體,則原來飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。

            6.某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗證阿伏加德羅常數(shù)值,其實驗方案的要點為:

            ①用直流電電解氯化銅溶液,所用儀器如圖2-18。

            ②在電流強度為IA,通電時間為ts后,精確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答:

           。1)連接這些儀器的正確順序為(用圖中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示。下同)E接____,C接____,接F____。

            實驗電路中的電流方向為____→____→____→C→____→____。

           。2)寫出B電極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______。

            G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為______,相應(yīng)的離子方程式為______。

           。3)為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量,所必需的實驗步驟的先后順序是______。

           、俜Q量電解前電極質(zhì)量

           、诠蜗码娊夂箅姌O上的銅并洗凈

           、塾谜麴s水清洗電解后電極

           、艿蜏睾娓呻姌O后稱量

            ⑤低溫烘干刮下的銅后稱量

           、拊俅蔚蜏睾娓珊蠓Q量至恒重

           。4)已知電子電量為1.6×10-19C,試列出阿伏加德羅常數(shù)的計算表達式:N=______。

            答 案

            一、選擇題

            1.D 2.B

            二、非選擇題

            3.(1)HCl 陽極:2Cl-—2e→Cl2↑陰極:2H++2e→H2↑

            總反應(yīng)式:2HCl H2↑+Cl2↑

            (2)KOH 陽極:4OH--4e→2H2O+O2↑陰極:4H++4e→2H2↑

           。3)CuSO4總反應(yīng)式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑

            4.(1)負極:Zn—2e→Zn2+正極:O2+4e+2H2O→4OH-

           。2)強堿

            6.(1)D、A、B F→B→A→C→D→E

           。2)2Cl-—2e=Cl2,變藍色,2I-+Cl2=I2+2Cl-

            (3)①③④⑥

          原電池的工作原理教案6

            一、探究目標(biāo)

            體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程

            二、探究重點

            初步認(rèn)識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。

            三、探究難點

            通過對原電池實驗的研究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì),以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。

            四、教學(xué)過程

            【引入】

            電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛,使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱電力。例如,日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么,電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪兀课覀冞@節(jié)課來一起復(fù)習(xí)一下有關(guān)原電池的相關(guān)內(nèi)容。

            【板書】4.1 原電池

            一、原電池實驗探究

            講:銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì),利用這三種物質(zhì)我們再現(xiàn)了1799年意大利物理學(xué)家----伏打留給我們的歷史閃光點!

            【實驗探究】(銅鋅原電池)

            實 驗 步 驟現(xiàn) 象

            1、鋅片插入稀硫酸

            2、銅片插入稀硫酸

            3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸

            【問題探究】

            1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生?

            2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,現(xiàn)象又怎樣?為什么?

            3、鋅片的質(zhì)量有無變化?溶液中c (H+)如何變化?

            4、鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫?

            5、電子流動的方向如何?

            講:我們發(fā)現(xiàn)檢流計指針偏轉(zhuǎn),說明產(chǎn)生了電流,這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋梁,這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖----原電池。

            【板書】(1)原電池概念:學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的`裝置叫做原電池。

            問:在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化?

            學(xué)生: Zn+2H+=Zn2++H2↑

            講:為什么會產(chǎn)生電流呢?

            答:其實鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),有電子的轉(zhuǎn)移,但氧化劑和還原劑熱運動相遇發(fā)生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時,由于分子熱運動無一定的方向,因此電子轉(zhuǎn)移不會形成電流,而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來,激烈的時候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講,一個能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),若能設(shè)法使氧化與還原分開進行,讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動,便能形成電流。所以原電池的實質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動形成電流。

           。2)實質(zhì):將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。

            問:那么這個過程是怎樣實現(xiàn)的呢?我們來看原電池原理的工作原理。

           。3)原理:(負氧正還)

            問:在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得到電子?

            學(xué)生:活潑金屬鋅失電子,氫離子得到電子

            問:導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生,即有電子的定向移動,那么電子從鋅流向銅,還是銅流向鋅?

            學(xué)生:鋅流向銅

            講:當(dāng)銅上有電子富集時,又是誰得到了電子?

            學(xué)生:溶液中的氫離子

            講:整個放電過程是:鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器,從銅流回原電池,形成電流,同時氫離子在正極上得到電子放出氫氣,這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。

            講:我們知道電流的方向和電子運動的方向正好相反,所以電流的方向是從銅到鋅,在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負極的,所以,鋅銅原電池中,正負極分別是什么?

            學(xué)生:負極(Zn) 正極(Cu)

            實驗:我們用干電池驗證一下我們分析的正負極是否正確!

            講:我們一般用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負極的工作原理,又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫負極,所以可表示為:

            負極(Zn):Zn-2e=Zn2+ (氧化)

            正極(Cu):2H++2e=H2↑(還原)

            講:其中負極上發(fā)生的是氧化反應(yīng),正極上發(fā)生的是還原反應(yīng),即負氧正還。

            注意:電極方程式要①注明正負極和電極材料 ②滿足所有守衡

            總反應(yīng)是:Zn+2H+=Zn2++H2↑

            講:原來一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動就形成了原電池。

            轉(zhuǎn)折:可以看出一個完整的原電池包括正負兩個電極和電解質(zhì)溶液,及導(dǎo)線。那么銅鋅原電池中的正負極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢?

            學(xué)生:當(dāng)然能,生活中有形形色色的電池。

            過渡:也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件?

            二、原電池的構(gòu)成條件

            1、活潑性不同的兩電極

            2、電解質(zhì)溶液

            3、形成閉合回路(導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液

            4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(本質(zhì)條件)

            思考:鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質(zhì)?保證鋅銅原電池原理不變,正負極可換成哪些物質(zhì)?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)

            問:鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?

            判斷是否構(gòu)成原電池,是的寫出原電池原理。

            (1)鎂鋁/硫酸;鋁碳/氫氧化鈉;鋅碳/硝酸銀 ;鐵銅在硫酸中短路;鋅銅/水;鋅鐵/乙醇;硅碳/氫氧化鈉

           。2)[鋅銅/硫酸(無導(dǎo)線);碳碳/氫氧化鈉] 若一個碳棒產(chǎn)生氣體11.2升,另一個產(chǎn)生氣體5.6升,判斷原電池正負極并求鋅片溶解了多少克?設(shè)原硫酸的濃度是1l/L,體積為3L,求此時氫離子濃度。

            (3)銀圈和鐵圈用細線連在一起懸在水中,滴入硫酸銅,問是否平衡?(銀圈下沉)

           。4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4鹽橋(充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)

           。5)鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中

            鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中

            思考:如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來設(shè)計原電池呢?

            請將氧化還原反應(yīng) Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設(shè)計成電池:

            此電池的優(yōu)點:能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。

            其中,用到了鹽橋

            什么是鹽橋?

            鹽橋中裝有飽和的Cl溶液和瓊脂制成的膠凍,膠凍的作用是防止管中溶液流出。

            鹽橋的作用是什么?

            可使由它連接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電。

            鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。

            導(dǎo)線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。

            三、原電池的工作原理:

            正極反應(yīng):得到電子 (還原反應(yīng))

            負極反應(yīng):失去電子 (氧化反應(yīng))

            總反應(yīng):正極反應(yīng)+負極反應(yīng)

            想一想:如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式?

            較繁電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-簡單電極反應(yīng)式

            例:熔融鹽燃料電池具有高的放電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,已制得在6500C下工作的燃料電池,試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式:

            負極反應(yīng)式為:2CO+2CO32--4e-=4CO2

            正極反應(yīng)式為:2CO2+O2+4e-=2CO32-

            電池總反應(yīng)式:2CO+O2=2CO2

            四、原電池中的幾個判斷

            1.正極負極的判斷:

            正極:活潑的一極 負極:不活潑的一極

            思考:這方法一定正確嗎?

            2.電流方向與電子流向的判斷

            電流方向:正→負 電子流向:負→正

            電解質(zhì)溶液中離子運動方向的判斷

            陽離子:向正極區(qū)移動 陰離子:向負極區(qū)移動

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