上海高一化学教案-原电池和电解池

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1、 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 1 页/共 16 页学 科 化 学 年 级 高 二 课时计划 2 小时授课课题 氧化还原反应练习授课日期时间 2017年 10 月 29日 13 时 00分15 时 00 分教学目标1、对氧化还原反应知识的掌握2、学生对疑难知识点的提问，加强对氧化还原反应知识的理解程度3、现在学生需要对知识进行总结、概括，形成自己的知识框架教学设计【复习上节课所学内容及讲解作业】（ 15 分钟） 【同步重点知识归纳】（ 30 分钟） 【习题精讲】（ 30 分钟） 【专题训练】（ 30 分钟） 【能力拓展

2、】（ 分钟） 【真题训练】（ 分钟） 【归纳总结】（ 10 分钟） 【布置作业】（ 5 分钟）作业评价1、2、3、4、 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 2 页/共 16 页授课教师： 教务负责人： 日期： 年 月 日 上课内容【复习上节课所学内容及讲解作业】【同步重点知识归纳】第 9 章知识梳理：原电池和电解池一、原电池 1、原电池的概念：通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池，也可以说是把化学能转变成电能的装存在问题和解决方案学生总结：学生签名： 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：0

3、21-58921141 学校网址：第 3 页/共 16 页置。 原电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。例如铜锌原电池又称丹聂尔电池，其正极是铜极，浸中硫酸溶液中;负极是锌板，浸在硫酸锌溶液中。两种电解质溶液用盐桥勾通，两极用导线相连就组成原电池。平时使用的干电池，是根据原电池原理制成的。.2.原电池的工作原理原电池反应属于放热的反应，一般是氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶

4、液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。但是，需要注意，非氧化还原反应一样可以设计成原电池。从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。3.原电池的形成条件a电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。b.电解质存在。c.两电极之间有导线连接，形成闭合回路。d.发生的反应是自发的氧化还原反应。 上海新华教育教学教案上海新

5、华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 4 页/共 16 页只要具备前三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的化学反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。形成前提：总反应为自发的化学反应。4.原电池的常见电极a.活泼性不同的金属：如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；b.金属和非金属（非金属必须能导电）：如锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；c.金属与化合物如：铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；d.惰性电极如：氢氧燃料电池，电极均为铂。5.

6、原电池的电极判断负极：电子流出的一极（负极定义）；化合价升高的一极；发生氧化反应的一极；活泼性相对较强（有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响）金属的一极。（仅适用于原电池）正极：电子流入的一极（正极定义）；化合价降低的一极；发生还原反应的一极；相对不活泼（有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响）的金属或其它导体的一极。（仅适用于原电池）阳极：发生氧化反应的电极（阳极定义）阴极：发生还原反应的电极（阴极定义）在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。6. 原电池的表示方法为书写简便，原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定：（1）一般把负极（如 Zn棒与

7、 Zn2+离子溶液）写在电池符号表示式的左边，正极（如 Cu棒 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 5 页/共 16 页与 Cu2+离子溶液）写在电池符号表示式的右边。（2）以化学式表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度（mol/L），若为气体物质应注明其分压(Pa)，还应标明当时的温度。如不写出，则温度为 298.15K，气体分压为101.325kPa，溶液浓度为 1mol/L。（3）以符号“”表示不同物相之间的接界，用“”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“，”隔开。（4）非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧

8、化值时构成的氧化还原电对作半电池时，需外加惰性导体（如原电池铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为“惰性”电极。按上述规定，CuZn 原电池可用如下电池符号表示：（-）Zn(s)Zn2+ (C)Cu2+ (C) Cu(s) （+ ）理论上，任何氧化还原反应都可以设计成原电池，例如反应:Cl2+ 2H- 2Cl- +H2此反应可分解为两个半电池反应：负极：2H- H2+ 2e-（氧化反应）正极：Cl2+2e- 2Cl-（还原反应）该原电池的符号为：（-）Pt I2(s)I- (C)Cl- (C)C2(PCL2) Pt（+）应用应用1、直接转

9、换成电能输出的装置。又称、直接转换成电能输出的装置。又称 化学电池化学电池 。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放完电后，不能重复使用，故又称完电后，不能重复使用，故又称 一次电池一次电池 。它通常由正电极、负电极、。它通常由正电极、负电极、 电解质电解质 、隔离物和壳体构成，、隔离物和壳体构成，可制成各种形状和不同尺寸，使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门可制成各种形状和不同尺寸，使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：02

10、1-58921141 学校网址：第 6 页/共 16 页原电池，并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按负极活性物质（如锌、镉、镁、锂等）和正极活性物质（如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等）分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产量最大，常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型，并按其隔离层分为糊式电池和低极电池。以氢氧化钾为电解质的锌锰电池，由于其负极(锌) 的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类，称为 碱性锌锰电池，简称碱锰电池，俗称碱性电池。2、金属的腐蚀与防护改变金属内部结构( 如把

11、钢中加 Cr、Ni 制成不锈钢)在金属表面覆盖保护层a、 在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。b、用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属。c、用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。（表面钝化）电化学保护法a 外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)b 牺牲阳极的阴极保护法（被保护的设备与活泼的金属相连接）3、判断金属的活泼性4、加快反应速率2 常见电池常见电池 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 7 页/共 16 页锌锰干电池锌锰干电池锌锰电池具有原材料来源丰

12、富、工艺简单，价格便宜、使用方便等优点，成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。按照基本结构，锌锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个使用，可组合叠层电池（组）。按照所用电解液的差别将锌锰电池分为三个类型：(1)铵型锌锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。电池符号:(-) ZnNH4ClZnCl2MnO2 C（石墨）(+)总电池反应： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O(2) 锌型锌锰电池：又称高功率锌锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，能大功率放电及能量密度较高等优点，是锌锰电池的第二代产品，20 世

13、纪 70 年代初首先由德国推出。与铵原电池型电池相比锌型电池长时间放电不产生水，因此电池不易漏液。电池符号：(-) ZnZnCl2MnO2 (+)总电池反应（长时间放电）：Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl22ZnO4H2O+2Mn3O4(3) 碱性锌锰电池：这是锌锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。电池符号：(-) ZnKOHMnO2 (+)总电池反应： Zn+2H2O+MnO2=Mn(OH)2+Zn(OH)2 上海新华教育教学教案上海新华教育 中小学一对一、小班辅导学习热线：021-58921141 学校网址：第 8 页/共 16 页锌

14、锰电池额定开路电压为 1.5V，实际开路电压 1.51.8V ，其工作电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型终止电压为 0.9V，某些收音机允许电压降至 0.75V。锂原电池又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小，导电性良好，可制成一系列贮存寿命长，工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极 有机电解质电池、液体正极 液体电解质电池、固体正极 固体电解质电池。Li (CF)n 的开路电压为 3.3V，比能量为 480WhL-1，工作温度在-5570 间，在 20下可贮

15、存 10 年之久！它们都是研制的新产品，主要用于军事、空间技术等特殊领域，在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。锂电池与锂离子电池不同。前者是一次电池，后者可反复充电。蓄电池蓄电池在放电过程中属于原电池反应。这类电极反应都有电解质溶液参与，如果能分析清楚电解质溶液是否参与电极反应，那么负极的电极反应式和正极的电极反应式的书写就可迎刃而解了。现以铅酸蓄电池为例来分析电极反应式的书写方法。铅酸蓄电池的总反应为：Pb+ PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O根据原电池的工作原理分析，负极失去电子发生氧化反应，可知：Pb 2e-=Pb2+，生成的 Pb2+进入电解质溶液中，Pb2+ 与溶液中的 SO42-不能共存，要继续反应生成 PbSO4，即：Pb2+ +SO42-=PbSO4，因此在原电池的负极反应式为 +即：Pb 2e-+SO42-=PbSO4；正极是得电子发生还原反应的一极，则有:PbO2+2e- =Pb2+2O2-，Pb2+和 O2-进入溶液中，由于电解质溶液是 H2SO4 溶液，O