蘇教版必修2第三單元《化學能與電能的轉化學案》教案

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1、 最新蘇教版必修 2 第三單元《化學能與電能的轉化學案》教案課題 1：化學能轉化為電能 班級 姓名 學號 【學習目的】 1、掌握原電池的形成過程和形成條件 2、能熟練地識別原電池的正負極 ,書寫電極反應和原電池方程式。 【學習重點】 原電池的工作原理 【學習難點】 電極的反應式的書寫 【學習過程】 〖活動與探究〗 1、銅片、鋅片分別插入稀硫酸中 ,有何現(xiàn)象？ 2、銅片、鋅片同時插入稀硫酸中 ,

2、有何現(xiàn)象？ 3、銅片、鋅片用導線連接起來 ,再插入稀硫酸中 ,又有何現(xiàn)象？ 4、在導線中間連接一個靈敏電流計 , 將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 實驗現(xiàn)象 結論 實驗 1 實驗 2 實驗 3 實驗 4 [ 解釋 ]當用導線把鋅和銅連接起來時 ,由于鋅比銅活潑 ,鋅失去電子變成離子而進入溶液 ,電 子則通過導線流向銅片 ,溶液中的 H + 從銅片上獲得電子 ,變

3、成氫原子 ,進而形成氫分子從銅片 上放出。上述氧化還原反應因電子的轉移而產(chǎn)生電流。 一、原電池 1、概念 ： 。 2、工作原理 ：（鋅銅原電池） - 2+ （氧化反應） 負極（ Zn）： Zn— 2e =Zn 正極（ Cu）： 2H ++2e- =H2↑（還原反應） 原電池反應： Zn+2H +=Zn 2+ H2↑ 3、反應本質 ：

4、 4、電極名稱及判斷 ： ,發(fā)生氧化反應） 負極：較活潑的金屬（失去電子 正極：較不活潑金屬或非金屬或氧化物（得到電子 ,發(fā)生還原反應） 5、電極反應 ： 負極： M-ne → M n+ 活潑金屬失去電子而被氧化腐蝕 正極：酸性溶液 2H+ +2e→ H2↑ , 不活潑金屬的鹽溶液 M n++ne→ M 6、電子流向 ： 7、形成條件 ： ①、活動性不同的金屬（或金屬與非金屬） ②、相互接觸 ,并插入電解質溶液中形成閉合回路。③、能夠自發(fā)進行的氧化還原反

5、應。 8、應用 1、金屬的腐蝕與防護 2、改變化學反應速率 3、金屬活動性的強弱判斷 4、制化學電源 【交流與討論】 閱讀課本 P41 資料卡 小結 ：鋼鐵的電化學腐蝕 負極（ Fe）： 2Fe— 4e-=2Fe2+（氧化反應） - - 正極（ C）： 2H 2O+ O 2+4e =4OH （還原反應） 4Fe（ OH） 2+O2+2 H 2O= 4Fe （ OH ） 3 1 / 6 基礎過關 1、下列組合能否形成原電池 ,判斷出正負極 ,寫出電極反應方程式 （ 1） Cu、 Fe 用導線連接放

6、入硫酸銅溶液中。 （ 2） Fe、 Ag 放入盛有稀硫酸 的燒杯中 ,但兩者不接觸。 2、下列裝置中能夠發(fā)生原電池反應的是（ ） Cu Zn Cu Cu Pt C Cu H2SO4 NaOH HCl NaCl A B C D 3、某原電池總反應離子方程式為： 2Fe3++Fe=3Fe2+ ,不能實現(xiàn)該反應的原電池是（ ） A ．正極為銅 ,負極為鐵 ,電解質溶液為 FeCl3 溶液 B ．正極為 C,負極為 Fe,電解質溶液為 Fe(NO 3)3 溶液 C．正極為 Fe,負極為 Zn,電解質溶液為 Fe2 (S

7、O4)3 溶液 D ．正極為銀 ,負極為鐵 ,電解反溶液為 CuSO4 溶液 4、下列關于原電池的敘述正確的是 ( ) A ．構成原電池的兩極材料必須是兩種不同的金屬 . B ．原電池是將化學能轉化為電能的裝置 C．原電池工作時總是負極溶解 ,正極上有物質析出 . D ．原電池的正極是還原劑 ,總是溶液中的陽離子在此被還原 . 5．把 a、 b、c 三種金屬片浸泡在稀硫酸中 ,用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若 a、 b 相連時 ,a 為負極； a、 c 相連時 ,c 為正極；將 b 浸入 c 的鹽溶液里 ,能置換出 c。則這三種金屬的活動順

8、序為 （ ） A． a＞ b＞ c B ． a＞ c＞b C ． c＞ a＞ b D ． b＞ c＞ a 6．鐵在下列情況下腐蝕最快的是 （ ） A．鐵放在海水中 B ．鐵和鋅連接放入水中 C．鐵和錫連接放入海水中 D ．鐵和錫連接放入淡水中 7．實驗室欲制氫氣 ,所用稀鹽酸和稀硫酸的物質的量濃度相同 ,反應速率最快的是（ ） A．純鋅與稀硫酸反應 B．大快的鋅與稀硫酸反應 C．純鋅與稀鹽酸反應 D ．粗鋅（含鉛、銅等雜質）與稀硫酸反應 課題 2 化學電源 【學習目的】 1、鞏固有關原電池的原理 2、了解常見的原電池 【學習重點

9、 】常見的原電池 【學習過程 】 〖復習〗 1。 回憶原電池知識 ,完成下表 電極 電極材料 反應類型 電子流動方向負極 正極 2． 把銅、鋅放入硫酸或硫酸銅溶液中 ,分別寫出其電極方程式和總方程式？ 〖活動與探究〗課本 P42 活動與探究 1、 2、 3 可見 ,日常生活中 ,很多場合都使用了化學電源 , 這些化學電源按其使用壽命可分為一次電池、二次電池和燃料電池。 2 / 6 二、化學電源 （一）、一次電池：用過以后不能復原的電池。 鋅－錳干電池 1、結構及材料：

10、鋅、碳棒、 MnO 2、 ZnCl 2、 NH 4Cl 。 2、電極反應： 負極：鋅 正極：碳棒 電解質： ZnCl 2、 NH 4Cl 、淀粉湖 總反應式： Zn＋２ NH 4Cl + MnO 2 = Zn（ NH 3） 2 Cl 2+2MnO （ OH） 3、用于手電筒等的電源 （二）、二次電池：充電后能繼續(xù)使用的電池。 1、鉛蓄電池 （ 1）結構及材料：鉛銻合金板、Pb、 PbO2、1.25g/cn3～ 1.28g/cn3 的 H2SO4 （ 2）電極反應： 負極（ Pb）： Pb + SO42— — 2e- = PbSO4 + 2—

11、 — 正極（ PbO2 ）： PbO2 + 4H +SO4 + 2e = PbSO4 + 2H 2O （3）用于汽車等 2、銀－鋅紐扣電池 3、鎳氫電池 4、鎳鎘電池 5、鋰離子電池 （三）、燃料電池： 1、酸性氫－氧燃料電池 ①材料：氫氣、氧氣、稀酸等 2H 2-4e- = 4H + ②電極反應：負極（碳棒）： 正極（碳棒）： O2 +4H + +4e- = 2H 2O 總反應式： 2H2+O 2 =2H 2O

12、 2、堿性氫－氧燃料電池 ①材料： H2、 O2、 KOH 溶液 2H 2+4OH --4e- =4H 2O ②電極反應：負極（碳棒）： 正極（碳棒）： O2+2H 2O+4e- =4OH - 總反應式： 2H 2+O2 = 2H 2O 3、甲烷燃料電池 ①材料： CH 4、O2、堿 - 2- ②電極反應：負極： CH4 -8e+10OH =CO3 +7H 2O； 正

13、極： 2O2+8e+4H 2O=8OH - 2- 總反應式： CH4 +2O2+2OH=CO 3 +3H 2O 【練習鞏固】 1．下列化學電池不易造成環(huán)境污染的是 （ ） A．氫氧燃料電池 B．鋅錳電池 C．鎳鎘電池 D．鋰電池 2．日常所用的干電池的電極分別為碳棒（上面有銅帽）和鋅皮 ,以糊狀 NH 4Cl 和 ZnCl 2 作 電解質（其中加入 MnO 2 氧化吸收 H 2） ,電極反應可簡化為： Zn-2e-===Zn 2+, 2NH 4+ +

14、2e- ===2NH 3↑ +H 2↑（ NH 3 與 Zn2+能生成一種穩(wěn)定的物質） ,根據(jù)上述敘述判斷下列說法正確 的是 （ ） A 、干電池中鋅為正極 ,碳為負極 B 、干電池工作時 ,電子由鋅極經(jīng)外電路流向碳極 C、干電池長時間連續(xù)工作時 ,內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕用電器 D 、干電池可實現(xiàn)化學能向電能的轉化和電能向化學能的轉化 3．鎳鎘（ Ni － Cd ）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用 ,它的充放電反應按下式進行： Cd(OH) 2＋ 2Ni(OH) 2

15、Cd ＋2NiO(OH) ＋2H 2O 由此可知 ,該電池放電時的負極材料是 （ ） 3 / 6 A Cd(OH) 2 B Ni(OH) 2 C Cd D NiO(OH) 4．實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣 ,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應: 負極（ Pb）： Pb + SO4 2— — 2e- = PbSO 4 今若制得 Cl 正極（ PbO2 ）： PbO2 + 4H + +SO4 2— + 2e — = PbSO4 + 2H 2O 0.050摩

16、,這時電池內(nèi)消耗的 H SO 的物質的量至少是 （ ） 2 2 4 A ． 0.025摩 B． 0.050摩 C． 0.10摩 D． 0.20摩 5．電子計算器和電子表的電池常用銀鋅原電池 ,其電極分別為 Zn 和 Ag 2O、電解質溶液為 KOHaq, 負極反應為： Zn +2OH - - 2e- = ZnO+H 2O,總反應為： Zn+Ag 2O = ZnO+2Ag 。 （ 1）該電池工作時 ,負極區(qū)溶液的 pH______ （上升、下降、不變）； （ 2）該電池工作時 ,電

17、子由 _____(Zn 、 Ag 2O)極經(jīng)外電路流向 ____( 正極、負極 )。 （ 3）正極上發(fā)生的反應為 _________________。 第三節(jié)電能轉化為化學能 班級 姓名 學號 【學習目的】 1、了解電解池和原電池的區(qū)別和聯(lián)系 2、理解電離和電解的區(qū)別與聯(lián)系 3、認識電解池和電鍍池的反應原理 ,學會電極反應式的書寫 【學習重點 】電解池的反應原理 【學習過程 】 〖思考與回顧〗 例舉我們已學過的涉及利用電解反應來制取新物質的例子。 實例 被電解物質 電解產(chǎn)物 化學方程式

18、 〖觀察與思考〗 P44 按圖 2— 14 完成實驗 ,觀察陰極（與電源負極連接的石墨棒）表面的顏色,用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗陽極（與電源正極相連的石墨棒）上放出的氣體。 陰極現(xiàn)象： ,電極反應： ； 陽極現(xiàn)象： ,電極反應： ； 電解反應的化學方程式： ； 在上述電解反應中 ,被氧化的物質是 , 被還原的物質是 ； 在化學反應中發(fā)生的能量轉化形式是 。 三、電解 1、電解池： 。 2、電解：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。 3、比較： （ 1）原電池和電解池 原電池 電解池

19、電極 電極確定 電極反應 電子流向 能量轉變 4 / 6 舉例 反應自發(fā)性 反應一般不能自發(fā)進行 ,需通電 裝置特點 相似之處 均能發(fā)生氧化還原反應 ,且同一裝置中兩個電極在反應過程中得失電子總數(shù)相等 〖練習〗寫出制備 Na、 Al 、 Mg 的電極反應式和電解總反應式。 （ 2）電離和電解 電 離 電 解 條件 陽陰離子定向移動 ,在兩極上

20、得失電子形 過程 電解質電離為自由移動的離子 成原子或分子 CuCl 2===Cu 2++2Cl - 通電 Cu+Cl 2↑ CuCl 2 特點 只產(chǎn)生自由移動的離子 發(fā)生氧化還原反應生成新物質 聯(lián)系 電解建立在電離的基礎上 4 應用： ⑴ ⑵ ⑶ 5 實例：① 氯堿工業(yè)（電解飽和氯化鈉溶液） 電極反應：陰極（石墨）： 2H + - 2Cl - - +2e ===H 2↑

21、 陽極（石墨）： — 2e ====Cl 2↑ 總反應式： ②銅的電解精煉 ,電解質溶液為 CuSO4 溶液 陰極（純銅）： Cu 2++2e-===Cu , 陽極（粗銅）： Cu— 2e-=== Cu 2+（ Zn 溶解 ,金、銀在陽極沉積形成陽極泥） 【練習鞏固 】 1、在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應 ,同屬氧化反應或同屬還原反應的是（ ） A ．原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應 B ．原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應 C ．原

22、電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應 D ．原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應 2 、 下 列 過 程 需 通 電 后 才 能 進 行 的 是 ⑴ 電 離 ⑵ 電 解 ⑶ 電 鍍 ⑷ 電 泳 ⑸ 電 化 學 腐 蝕 A ．（ 1）（ 2）（ 3） B．（ 2）（ 3）（ 4） C．（ 2）（ 4）（ 5） D．全部 3、火法煉銅中得到的粗銅中含多種雜質（如鋅、金和銀等） ,其性能遠不能達到電氣工業(yè) 的要求 ,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉銅時 （ ） Ａ．精煉時粗銅接電源負極 Ｂ．精煉時純銅做陰極 Ｃ．雜質都將以單質形式沉積在池

23、底 Ｄ．純銅片增重 2.56g,電路中通過電子為 0.08mol 4、某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器 ,用石墨作 電極電解飽和氯化鈉溶液 ,通電時 ,為使 Cl 2 被完全吸收 , 制得有較強殺菌能力的消毒液 ,設計了如圖的裝置 ,則對電 源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是 （ ） A ． a 為正極 ,b 為負極； NaClO 和 NaCl B ． a 為負極 ,b 為正極； NaClO 和 NaCl C． a 為陽極 ,b 為陰極； HClO 和 NaCl D ． a 為陰極 ,b 為陽極； HClO 和

24、NaCl 5 、 下 列 關 于 銅 電 極 的 敘 述 正 確 的 是 （ ） A 、銅鋅原電池中銅是正極 B、用電解法精煉粗銅時純銅作陽極 C、在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極 D、電解稀硫酸制 H 2、 O2 時銅作陽極 ()11、隨著人們生活質量的不斷提高 ,廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程, 其首要原因是 5 / 6 A 、利用電池外殼的金屬材料 B、防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污 染 C、不使電池中滲泄的電解質腐蝕其他物品 D、回收其中的

25、石墨電極 ( )12 、一種新型燃料電池 ,它以多孔鎳板為電極插入 KOH 溶液中 ,然后分別向兩極上通乙 烷和氧氣 ,其電極反應式為： C2H6+18OH- －14e-=2CO32-+12H2O,7H2O+7/2O2+14e-=14OH-,有關此電池的推斷正確的是 （A ）電解質溶液中 CO32- 向正極移動（ B）放電一段時間后 ,KOH 的物質的量濃度不變 （C）通乙烷的電極為負極（ D ）參加反應的 O2 和 C2H6 的物質的量比為 7∶ 1 ( )13 、堿性氫－氧燃料電池的電極反應：負極： 2H2+4OH--4e- =4H2O 正

26、極： O2+2H2O+4e- =4OH-, 則生成 3.6ml 的水 ,電池中轉移的電子數(shù)為 ( )mol A 、 0.1 B 、0.2 C 、 0.3 D 、 0.4 15、氯堿廠電解飽和食鹽水制取 NaOH 的工藝流程示意圖如下： 粗鹽 H2O NaOH Na2CO3 Cl2 H2 10%NaOH 、 16%NaCl 溶液 化 鹽 精 制 電 解 脫 鹽 沉渣 NaCl 晶體 50%NaO

27、H 溶液 依據(jù)上圖 ,完成下列填空：（ 1）在電解過程中 ,與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的化學 方程式為 , 與電源負極相連的電極附近 ,溶液 pH 值 （選填：不變、升高或下 降 ） （ 2 ） 工 業(yè) 食 鹽 含 Ca2+ 、 Mg2+ 等 雜 質 。 精 制 過 程 發(fā) 生 反 應 的 離 子 方 程 式 為 , （ 3）如果粗鹽中 SO42-含量較高 ,必須添加鋇式劑除去 SO42-, 該鋇試劑可以是 a Ba(OH)2 b Ba(NO3)2 C BaCl2 (4) 為有效除去 Ca2+、 Mg2+ 、

28、 SO42-,加入試劑的合理順序為 （選填 a,b,c多選扣分） a 先加 NaOH, 后加 Na2CO3,再加鋇試劑 b 先加 NaOH, 后加鋇試劑 ,再加 Na2CO3 c 先加鋇試劑 ,后加 NaOH, 再加 Na2CO3 （ 5）脫鹽工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的 差異 ,通過 、冷卻、 （填寫操作名稱）除去 NaCl （ 6）在隔膜法電解食鹽水時 ,電解 槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū) ,防止 Cl2 與 NaOH 反應；采用無隔膜電解冷的食鹽水時 ,Cl2 與 NaOH 充分接觸 ,產(chǎn)物僅是 NaClO 和 H2, 相應的化學方程式為 6 / 6