归纳与整理教学设计第二课时

高三化学电化学复习《原电池》教学设计

江门市棠下中学

蓝伟华

一、教学目标

1、理解原电池和电解池的过程、工作原理及应用，能书写电极反应方程式和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2、了解化学命题的方向。化学科命题关注与化学有关的科学技术和生态环境等。

3、培养学生分析和解决化学问题的能力。

二、教学难点

难点是如何书写原电池电极反应式，特别是燃料电池电极方程式的书写。

三、高考题回顾

1、（2017课标‖）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是

A、待加工铝质工件为阳极

B、可选用不锈钢网作为阴极

C、阴极的电极反应式为：Al3+ +3e-=Al

D、硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

2.（2015全国新课标）

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

四、复习归纳总结知识点：

（一）原电池及其工作原理

1.概念：原电池是把______能转化为_______能的装置

2.构成原电池的条件：

3.原电池工作原理

（1）电极的判断

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负极：______电子,发生__ ____反应，化合价______ 正极：______电子,发生__ ____反应，化合价______ （2）电流方向： 电子定向移动方向：

电解质溶液中离子定向移动方向：

【例1】某小组为研究电化学原理，设计如图装置，下列叙述不正确的是(

) A． K打开，Zn片上会有金属铜析出

B．

无论K是否闭合，锌片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变浅

C． K闭合时， SO42 -向锌电极移动

D． K闭合时，电子从负极Zn流向正极 Cu, 再从溶液中回到负极Zn （二）原电池的两种常见模型

探究：①回忆教材中铜锌原电池装置的现象，将现象填在下面表格

预期现象

锌片

铜片

没有明显现象

实验现象

锌片被腐蚀，有红色固体析出

②上面装置中有何不足？如何改进？请画出改进后的装置图。

③盐桥的作用：

④归纳原电池装置的两种模型：

【例题2】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分子通过，下列有关叙述正确的是( ) 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(SO42－)减小

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

（三）即时练习反馈

【练习1】某兴趣小组设计了如图所示原电池装置（盐桥中吸附有饱和K2SO4溶液）。下列说法正确的是

A．该原电池的正极反应是Cu2＋＋2e－＝Cu B．甲烧杯中溶液的血红色逐渐变浅

C．盐桥中的SO42－流向甲烧杯

D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转

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【练习2】某兴趣小组的同学利用氧化还原反应设计的原电池如图所示，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1,盐桥中装有饱和K2SO4。下列判断正确的是 (

) A．甲、乙两烧杯都有氧化反应发生

－B．电池工作时，盐桥中的SO24向甲烧杯迁移

＋－2＋C．甲烧杯中发生的电极反应为MnO－＋4H2O 4＋8H＋5e===MnD．外电路的电流由b流向a 五、原电池电极反应式的书写（难点）

1.以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：

(1)酸性条件：总反应式：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O

①

正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O

②

①－②×2，得负极反应式：____________________________

________。

(2)碱性条件：总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O

①

正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

②

①－②×2，得负极反应式：__________________________________________。

(3)固体电解质(高温下能传导O2－)：总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①

正极反应式：O2＋4e－===2O2－

②

①－②×2，得负极反应式：_______________

____________________。

(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下：总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①

－正极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO2②

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①－②×2，得燃料电池负极反应式：____________________ _______。

2、燃料电池电极反应式书写思维模型: (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－

－(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO23。

再根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。电池的总反应和正、负极反应之间的关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式。

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六、课堂训练与检测

【练习1】有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3．电池的总反应式为2H2+O2═2H2O，负极反应为H2+CO32--2e-═H2O+CO2．该电池放电时，下列说法中正确的是（

）

A.正极反应为2H2O+O2+4e- ═4OH- B.CO32-向负极移动

C.电子由正极经外电路流向负极 D．电池中CO32-的物质的量将逐渐减少

【练习2】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，CO32向电极B移动 －－D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e=2CO32

【练习3】铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2

下列有关该电池的说法不正确的是

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O 【练习4】银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

【本课小结】电极反应式书写规律：

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