归纳与整理教学实录

第二章 化学反应与能量

第二节

化学能与电能复习

教学设计

南县一中 熊丽娥

一、教学内容分析

本节内容位于《普通高中课程标准实验教科书》化学必修2第二章第二节《化学能与电能》。本节课内容是学生学习了化学必修1《氧化还原反应》

与必修2的《化学能与热能》等内容之后而学习的，学好本节内容能为以后学好化学选修

4（化学反应原理）中的电化学等知识打下基础。

二、教学目标

知识目标：1. 使学生认识化学能可转化为电能，掌握组成原电池的条件。

2.

正确判断原电池的正、负极，理解原电池的工作原理。

3.

掌握电极反应式的书写

4.

了解原电池原理的应用

能力目标：1. 通过探究原电池的构成条件，培养学生实验设计及探究能力。

2. 通过分组探究，培养学生团队合作、沟通交流、自我评价的能力。

情感目标：培养学生关注能源问题、环境保护，体验科学探究的艰辛和喜悦。

三、教学重点：

1、原电池工作原理及构成条件；

2、电极反应式的书写。

四、教学难点：

电极反应式的书写

五、教学方法：

小组合作探究、启发讨论、分析讲解等。

六、教具准备：

多媒体

七、教学过程

1

教学活动1：新课导入

【投影】常规潜水艇在水面上航行时用柴油机作为动力，但在水面下潜航时由于缺乏空气而不能使用柴油机了，那应该用什么作为动力呢？

【学生回答】在水面下，潜艇使用预先储备在电瓶中的电力航行。

【过渡】电瓶就是原电池，今天我们来复习原电池的有关知识。

教学活动2：基础知识的梳理与巩固

【讲述】1、概念：把______能转化为______能的装置。

2、构成原电池的条件：

①有两种活动性不同的金属(或导电的非金属单质)作电极。

②电极材料均插入________溶液中(与两个电极接触) ③两极相连形成________电路。

④能发生__________________。

【思考与交流】

例1．下列装置中，哪些能构成原电池？其他不能构成原电池的原因是什么？

例2.下列装置中能组成原电池形成电流的是(

)

2

【学生回答】

【讲述】3、原电池的工作原理

4.原电池正、负极的判断

(1)反应类型：负极发生______反应，正极发生_____反应。

(2)电子的移动方向：从___极流出，经导线流向____极。

(3)离子的移动方向：阳离子向___极移动，阴离子向___极移动。

(4)电极材料：一般较活泼的金属做___极，同时原电池的正极和负极也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。

（5）反应现象：一般质量减小（或溶解）的为___极，质量增大或有气泡冒出的为____极。

【思考与交流】

例3.

判断正误,正确的划“√”,错误的划“✕”。

(1)在原电池中,发生氧化反应的一极是负极 (

) (2)在原电池中,正极材料一定不参与电极反应,负极材料一定会发生氧化反应 (

) (3)在原电池中,电子流出的一极是负极,被还原 (

) (4)在铜锌原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生 (

) (5)原电池的两极中较活泼的金属一定为负极 (

) (6)铜锌原电池工作时,外电路电子由负极流向正极 (

) ＋2＋例4

根据反应：2Ag＋Cu===Cu＋2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是(

)

A. X可以是银或石墨

B. Y是硫酸铜溶液

C. 电子从铜电极经外电路流向X电极

＋－D. X极上的电极反应式为：Ag＋e===Ag 【学生回答】

【讲述】

5．电极反应式的书写

(1)负极反应式的书写

3

①活泼金属作负极时，电极本身被氧化：a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，

－＋－＋如：Zn－2e=Zn2，Cu－2e=Cu2。

b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并

后的反应式。如Mg-Al(KOH)原电池，

－－－负极反应式为Al－3e＋4OH=AlO2＋2H2O；

－－铅蓄电池负极反应式：Pb－2e＋SO42=PbSO4。

②在某些电池中，如燃料电池电极本身不反应

常见书写方法为：

－＋氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H2－2e=2H。

－－氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为H2－2e＋2OH=2H2O。

2)正极反应式的书写

①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒；

②其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。再根据电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平。

如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为

O2＋4H＋4e===2H2O。

氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为

O2＋2H2O＋4e===4OH。

铅蓄电池正极反应式：

PbO2＋2e＋4H＋SO24===PbSO4＋2H2O

【合作探究】

1．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、

印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：

_____________________________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池

的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应：________________________________；

负极反应：________________________________。

2.一种原电池的组成如图所示。试回答下列问题(灯泡功率合适)：

(1)电解质溶液为稀H2SO4时，Mg电极上发生的反应为：______________________________________；

Al电极上发生的反应为：_______________________。

(2)电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极上发生的反应为：______________________________。

【讲述】

6、原电池原理的应用

(1)比较金属活泼性: 负极:活泼性较强

正极:活泼性较弱

(2)加快氧化还原反应速度: －＋－－－＋－

4

因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子在运动时相互间的干扰减小，化学反应加快。

如实验室用Zn与稀硫酸反应制H2时

a.用粗Zn代替纯Zn b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液

(3)设计原电池:一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。正极材料用不活泼金属或石墨。

【合作探究】

1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为(

)

A．a > b > c > d

B．a > c > d > b

C．c > a > b .> d

D．b > d > c > a

2.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（

）

A

B

C

D

正极

Zn

Ag

Cu

Cu

负极

Cu

Cu

H2SO4

Zn

CuSO4

Zn

FeCl2

电解质溶液

CuCl2

3.等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是(

)

【学生回答】

教学活动3：课堂小结

5

1、原电池的概念

2、构成原电池的条件

3、原电池的工作原理

4、原电池正负极的判断方法

5、电极反应式的书写

6、原电池原理的应用

教学活动4：课堂练习

过关训练：

1．关于下图所示的装置的叙述中正确的是(

) A．铜是正极

＋B．溶液中的Fe3向铜棒移动

C．电子从铜片经导线流向碳棒

D．碳棒上有红色铜生成

＋＋2．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3===3Fe2，与此电池反应不符合的原电池是(

) A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池

B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池

C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池

D．银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池

3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是(

) A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C. 甲中铜被氧化，乙中锌被氧化

D. 产生气泡的速率甲比乙快

4．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。

(1)负极材料是________，

电极反应为________________________。

(2)正极材料是________，

电极反应为________________________。

能力提高：

1．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应分别是：锌片：2Zn＋4OH－4e－－===2ZnO＋2H2O,石墨：2H2O＋O2＋4e===4OH下列说法不正确的是(

) ．A. 电子从石墨经外电路流向锌片

B. 锌片是负极，石墨是正极

C. 电极总反应为：2Zn＋O2===2ZnO D. 该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大

2.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是(

)

A.Mg电极是该电池的正极

B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C.石墨电极附近溶液的pH增大

6 －－

D.溶液中Cl向正极移动

3．(2011福建∙11)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（

）

A．水既是氧化剂又是溶剂

B．放电时正极上有氢气生成

－C．放电时OH向正极移动

D．总反应为：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑

4.(2012大纲∙11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（

）

A．①③②④

B．①③④②

C．③④②①

D．③①②④

5.请写出甲烷燃料电池用NaOH溶液做电解质溶液时正负极的电极方程式？

－

板书设计

1、原电池的概念

2、构成原电池的条件

3、原电池的工作原理

4、原电池正负极的判断方法

5、电极反应式的书写

6、原电池原理的应用

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