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1、2022年高二化学原电池原理及应用 人教版教学目的： 知识目标：1、初步掌握原电池的基本化学原理及构成原电池的条件2、掌握原电池的电极确定方法的简单电极反应式的书写能力目标：提高学生实验能力、观察能力、分析和解决问题能力，培养创新思维思想目标：进行对立统一规律教育，培养学生科学的世界观和方法论教学重点: 原电池的化学原理教学难点: 原电池的化学原理教学方法：实验探究法教学用品：铁丝、铜丝、锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计教学过程: 引言:前几节我们学习了有关金属的知识，了解了铁和铜的性质。铁是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸，铜是不活泼金属，不溶于稀硫酸。如果我们把铁和铜连接在一起，同时放到
2、稀硫酸中，会发生什么现象呢？下面我们做这个实验。学生实验： 用锌片、铜片、稀硫酸按下列要求做实验。 Zn Cu 实验步骤：现 象：1、 锌片插入稀硫酸2、 铜片插入稀硫酸3、 锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸4、 锌片和铜片之间连电流表5、 干电池判断电流的方向锌片上有气体放出铜片上无明显现象在铜表面有气体生成，Zn逐渐溶解。溶液不变蓝，电流计指针偏转 H2SO4Zn Cu解释： 因为锌片与铜片相连，锌失去的电子流向铜片，而铜不与H+反应，铜片表面阳离子浓度较小，H+容易靠近，在铜片表面得电子生成氢气H2SO4 锌片失电子变成离子进入溶液，锌片附近聚集着阳离子吸引溶液中阴离子。电子通过导线流
3、向铜片，铜片上聚集着电子，吸引溶液中的阳离子。导线中电子定向移动，溶液中离子定向移动形成电流根据观察到的现象讨论：1、锌片插入H2SO4为什么有气泡而铜片插入稀H2SO4无气泡？（金属活动性顺序表中，Zn在H前，Cu在H后）2、锌和铜用导线连接插入稀H2SO4为何有电流？（Zn比Cu活泼，Zn失去的电子沿导线流向铜片）3、锌和铜用导线连接后插入稀H2SO4为何铜片上有气泡？（溶液中：2H+2e=H2）4、锌、铜质量有无变化？溶液中H+浓度有何变化？（锌质量减轻，铜质量不变，H+浓度减小）5、电子流动的方向如何？写出锌片和铜片上变化的离子方程式。讲述：以上实验中看到的现象早在1799年就被意大利
4、物理家伏打捕捉并加以研究，发明了世界上第一个把化学能转化为电能的装置伏打电池，即原电池。板书： 锌片 Zn2eZn2+ 氧化反应铜片2H2eH2 还原反应电池的总反应方程式： Zn + H2SO4=ZnSO4 + H2离子方程式： Zn + 2H+=Zn2+ + H2电子由锌片经导线流向铜片讲述：我们知道，物质发生反应时，常伴有化学能与热能、光能等的相互转化。例如，镁条在空气中燃烧的化学反应，伴有放热、发光等现象。这说明化学能转变为热能和光能。那么，我们做的这个实验是化学能转变为哪种能呢？学生回答教师总结：这种化学能转变为电能的装置叫做原电池。板书：一、原电池化学能转化为电能的装置板书：1、原
5、电池的定义：化学能转变为电能的装置。讲述 这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池伏打电池。学生填写下表电极电极材料电极反应反应类型得失电子粒子电子流动方向负极锌片Zn2eZn2+氧化反应Zn原子Zn片 Cu片正极铜片2HeH2还原反应H离子引导思考原电池的两极材料如何选择呢？电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子提问：将两条铜片插入稀H2SO4能否形成原电池？两条锌片用导线连接插入稀H2SO4能否形成原电池？形成原电池的条件是什么？板书：3、构成原电池要素两个
6、电极电解质溶液板书：2、构成原电池的条件有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极，较活泼金属为负极；注意：电极的判断及有关电极反应式的书写两电极与电解质溶液接触；两电极要相连接或接触，形成闭合回路本质条件：电解质溶液与负极能发生自发的氧化还原反应本质条件：负极能与电解质溶液中的某种成分发生自发氧化还原反应.板书：3、原电池的原理：电子从负极(较活泼金属)流向正极（较不活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 e外电路 内电路 阴离子 阳离子小结： 例1、判断下列装置，哪些能形成原电池：AE第二课时教学目的：1、常识性介绍生活中常用的化学电源和新型化学电池2、掌握常见
7、化学电源的电极反应式的书写教学重点:常见化学电源与有关电极反应式的书写教学难点:常见化学电源与有关电极反应式的书写教学过程:复习提问：原电池的概念；形成条件；电极的判断（1、由组成原电池两极的电极材料判断。如果两极是由活泼性不同的金属作电极时，相对活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属是正极；如果是由金属和非金属作电极，金属是负极，非金属是正极。2、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断。在原电池的电质溶液里，阳离子移向的极为正极。3、根据原电池的两极发生的现象判断。原电池的负极总是发生氧化反应，正极发生还原反应.两极可观察到不同现象，根据两极发生的现象判断出正、负极。）；电极反应式的书写；原理
8、是什么？练习：把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中，如图所示.最先可在A极观察到酚酞变红.则A极是正极还是负极？代表锌还是铁？解析：这个装置是原电池，Zn为负极，电极反应式为：2 Zn4e=2 Zn2+，Fe为正极，电极反应式为：2H2O+O2+4e=4OH，Fe极附近OH聚积，所以酚酞首先变红，故A极是正极，代表铁片.引言：人们应用原电池的原理制作了许多电池，如干电池、蓄电池以及供人造地球卫星、宇宙火箭、空间电视转播站使用的高能电池，等等。干电池在我们日常生活中的应用越来越广泛。干电池中有汞电池（纽扣式电池）、碱电池（普通电池）、锰电池（车用电池）之分，一般都含有对人体有害的汞和
9、锰。干电池被埋入地下，二价锰在缺氧而有二氧化碳的条件下变成水溶性碳酸氢盐，污染水源，使饮用者锰中毒。不同类型的干电池均含有汞，随便焚烧干电池，会引起汞污染。因此，不要把废干电池与可燃性垃圾混在一起进行焚烧，而应将它们分拣出来，作为不可燃垃圾妥善处理，更不可向周围环境和水源乱扔干电池。人们运用原电池的原理，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池，以满足不同的需要。下面我们来学习几种干电池。板书：二、化学电源1、干电池展示：干电池实物师生共同分析干电池的构造和主要反应主要反应：负极（锌筒）Zn2e=Zn2+ 正极（石墨）2NH+4+2e=2NH3+H2 总反应：Zn+2NH+4=Zn
10、2+2NH3+H22、铅蓄电池阅读：课本中相关内容，指出该电池两极材料、电解质溶液、用途。展示：铅蓄电池实物让学生阅读课本后，回答铅蓄电池两极材料和电解质溶液分别是什么？练习：铅蓄电池放电时发生了下列反应：负极：Pb + SO2e= PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ SO+2e= PbSO4 + 2H2O使用该电池时，负极每失去1mol电子，电池内消耗H2SO4多少mol？引导学生得出电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O通过分析化合价变化得出每转移1mol电子，消耗H2SO41mol。阅读：课本3、锂电池 4、新型燃料电池（1）铝空气燃料电池负极：正极：总
11、：（2）氢氧燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极： O2+ 4e + 2H2O = 4OH负极： 2H2 4e + 4OH= 4H2O总：说明：注意介质的酸碱性。（3）甲烷燃料电池正极： O2+ 4e + 2H2O = 4OH负极： 2CH4 8e + 10OH= CO32 + 7H2O总：说明：注意介质的酸碱性；燃料电池的延伸：一氧化碳、乙烷、甲醇等燃料电池5、纽扣电池：正极：负极：总：说明：注意介质的酸碱性。小结：电极反应式和化学方程式的书写 由化学方程式书写电极反应式：
12、找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；利用电荷守恒分别写出电极反应式；验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确. 由原电池的装置书写电极反应式：据电极材料与电解质溶液或反应现象，先确定正负极，再写出电极反应式. 由电极反应式或原电池装置书写化学方程式两极反应式相加即得化学方程式；由原电池的电极材料及电解质溶液成分，确定氧化剂、还原剂及氧化还原产物，从而写出化学方程式。练习：燃料电池能使燃料跟氧气起化学反应时所产生的化学能转变为电能.有人设计将铂丝插入氢氧化钾溶液中作电极，又在两极片上分别通入甲烷和氧气，形成一种燃料电池.请写出电极反应式和化学方程式.解析：该电
13、池中通入甲烷的铂丝为负极，通入氧气的铂丝为正极。化学反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O , CO2+2KOH=K2CO3+H2O ,总的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O.则负极反应式为： CH4+10OH+8e=CO32+7H2O，正极反应式为： 2O2+4H2O+8e=80H.第三课时教学目的：了解有关金属的腐蚀及防腐的方法教学重点:金属的腐蚀及防腐教学难点:金属的腐蚀及防腐教学过程:复习提问：几种常见化学电源的电极反应式的书写展示：腐蚀的铁块讲述：在日常生活中，常常会看到一些金属的锈蚀现象，特别是金属制品表面不干燥时，更易生锈，生锈实际上是一种金属的腐蚀现象，那么，什么是金属的腐蚀呢？其本质是什么？金属的腐蚀有哪几种？板书：三、金属的腐蚀及其防护1、金属的腐蚀概念：金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。本质：金属原子失电子而被氧化M ne = Mn+分类：化学腐蚀：金属与其他物质 直接氧化反应 金属被氧化 （不是电解质溶液） （无电流产生）电化腐蚀： 不纯金属或合金 发生原电池反应 活泼金属被氧化 电解质溶液 （有电流产生）2、金属的化学腐蚀：概念：金属跟接触
