第三单元 金属的腐蚀与防护评课稿

《原电池原理》复习教案

元洪高级中学

化学组 杨敏岚

一、考点分析

原电池的原理及应用是中学化学教学的重点和难点之一，这部分内容理论性强，与实际联系紧密，是知识与能力、科学与人文的极佳结合点之一，也是高考的热点之一。

考纲要求：1.了解原电池的工作原理。2.能写出电极反应和电池反应方程式。

考查的主要内容集中在：(1)电极反应类型;(2)正、负电极的判断;(3)电子移动的方向或电流方向;(4)电极反应式书写;(5)新情境下原电池的分析

电化学反应的实质就是氧化还原反应，还涉及到电解质溶液等知识，因此有比较宽的命题背景。

二、复习目标

1.知识与技能：理解原电池的原理和构成条件，能解释和判断；掌握常见原电池的电池反应和电极反应方程式的书写方法。

2.过程与方法：通过探究式教学，提高分析、推理、迁移及概括能力

3.情感态度与价值观：关注电化学与生活的联系，激起学习化学的兴趣。

三、复习重点和难点

重点：原电池的工作原理，电极方程式的书写

难点：原电池的工作原理，电极方程式的书写

四、教学过程

【引言】同学们，今天我们要进入电化学基础的学习，首先请同学们一起先来了解考纲对本节内容的要求……现在从一段视频进入本课时的学习。

【导入】观看《绝命毒师》的一段视频，引导学生思考并回答：老白是如何成功发电的。

（1）利用了什么装置？

（2）该装置的组成要素分别是什么？

（3）发电原理是什么？

一、原电池

1、

概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。

2、

装置特点：实现能量转化。 氧化反应（一个电极）

还原反应（另一个电极） 1

预习检测1

下列装置中，能构成原电池的是

②

④

⑥

⑦

⑨

(填序号)。

共同总结：【思考】设计一个电池需要满足什么条件？

学生可能的回答：(1)两个活动性不同的电极。(2)将电极插入电解质中。(3)用导线连接电极构成闭合回路。(4)能自发进行的氧化还原反应。

【讨论】这些说法是否完全正确？例如“铅蓄电池”、“燃料电池”。

3、如何设计一个电池

（1）自发进行的氧化还原反应

（2）两个电极——让氧化与还原两个半反应在不同电极进行

（3）有能自由移动的离子(有能定向移动的带电粒子) （4）形成闭合回路

【设问】电池的工作原理是什么？

预习检测2（原电池工作原理）

如图以锌铜原电池为例，下列说法正确的是（

B

）

A.该原电池总反应：

Zn2

(aq)＋Cu(s) = Cu2(aq)＋Zn(s) ＋＋B.电子从Zn—A—Cu，电流反之；实现了化学能转化为电能

C.左边电极反应为：Zn-2e=Zn2，发生还原反应

＋D.右边电极反应为：Cu2

+2e=Cu，发生氧化反应

＋E.正极附近的SO42-离子浓度增大

2

4、工作原理

（1）负极失电子发生氧化反应；电子由负极流向正极，氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；

（2）阳离子向正极运动，阴离子向负极运动。

（3）实现将化学能转化为电能。

单液原电池与双液原电池的比较

单液：还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗。

【思考】解决方法：将Zn与CuSO4溶液分隔开，放置在另一个电解质ZnSO4溶液中（通常要与电极材料具有相同的阳离子），如此整个装置就没有办法形成闭合回路了，怎么解决？

双液：利用盐桥——通常含琼胶的KCl饱和溶液，连接内电路，形成闭合回路；同时，盐桥中的K+与Cl-的定向移动，平衡溶液电荷，使原电池不断产生电流；还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，使化学能更完全的转化成电能，避免了能量损耗。

二、探究一：盐桥原电池的工作原理及设计

【小试身手1】依据氧化还原反应：

3

2Fe(aq)＋Fe(s) = 3Fe(aq) 设计的原电池如图所示。请回答下列问题：

(1)电极X的材料是___铁___；

电解质溶液Y是_____FeCl3溶液______；

(2)铂电极为电池的__正___极；

(3)外电路中的电子是从_Fe___电极流向_Pt__电极。

三、探究二：电极反应式的书写

【小试身手2】判断正、负极，并写出电极反应式。

3＋2＋

5、正、负极的判断

【归纳1】原电池正负极的判断方法

思考：原电池中活泼金属一定都作负极吗？ 如：Al‖NaOH(aq)‖ Mg

Al‖HNO3 (浓)‖Cu 说明：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极做负极的思维定势。

思考：若②中的H2SO4溶液更换为NaOH溶液，则电极反应式改如何书写？ 6、电极反应式书写

【归纳2】电极反应书写规律

⑴.负极（失电子场所） 还原性强的微粒 - ne = 氧化产物（微粒） 正极（得电子场所） 氧化性强的微粒 + ne = 还原产物（微粒） +---⑵.配平：遵循电荷守恒——用介质微粒（H OH或其他）配平电荷，

原子守恒——用水或其他微粒配平原子

4

四、探究三：化学电源

（2015年全国卷I）

11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(

)

A．正极反应中有CO2生成；

B．微生物促进了反应中电子的转移；

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区；

D．电池总反应为：C6H12O6＋6O2 =6CO2+6H2O

【小试身手3】氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，其总反应式是：1/2H2+NiO(OH)

Ni(OH)2根据此反应判断，下列叙述中正确的是（A、电池放电时，H2是负极

B、电池放电时，镍元素被氧化

C、电池充电时，氢元素被氧化

D、电池放电时，负极周围溶液的pH不断增大

【归纳3】任何类型的新型电池均在

A.

正

极发生 得 电子的还原反应

B.

负

极发生 失 电子的氧化反应

C.

电子从 负 极移向 正 极，

D.

电解质中 阳

离子一定向正极移动，

阴

离子一定向负极移动。五、板书设计

原电池原理

1、概念

2、装置特点

3、如何设计一个电池

4、工作原理

5、正、负极的判断

6、电极反应式书写

六、教学反思

5

）

附：巩固练习

一、选择题

1．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示

A.铜棒的质量 B.c(Zn) C.c(H) D.c(SO4) 2．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是

A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO4−+ 10H+6e−=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时OH向负极迁移

3．锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O===2Zn(OH)4。下列说法正确的是（ ）

A．充电时，电解质溶液中K向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小

C．放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH) 4 D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

4．根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是

2A．2Ag(s)Cd(aq)2Ag(aq)Cd(S)

––2--+–2--2++2-2+22B．Co(aq)Cd(s)Co(s)Cd(aq)

2C．2Ag(aq)Cd(S)2Ag(s)Cd(aq)

2D．2Ag(aq)Co(s)2Ag(s)Co(aq) 5．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图．下列有关该电池的说法正确的是（

）

A．反应CH4+H2O==3H2+CO，每消耗1molCH4转移12mol电子

B.电极A上H2参与的电极反应为：H2+2OH﹣2e=2H2O C.电池工作时，CO3向电极B移动

D.电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e=2CO3

6．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水通过，下列叙述正确的是（

）

A．铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后，甲池的c（SO4）减小

6

2﹣﹣2﹣2﹣﹣﹣

C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D. 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

7．某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是

A．正极反应为AgCl ＋e＝Ag ＋Cl－－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mole时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

二、非选择题

8．能量之间可相互转化：

(1)电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，

并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。

③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，

其原因是______________________________。

(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选_____作阳极。

9．（1）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时，原电池的负极是Al片，此时，

正极的电极反应式是 ,溶液中的H向___极移动，

t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是__ ____ 。

+－7