第一章 第2节 电能转化为化学能——电解
【基础知识梳理】 一、电解原理
如何理解电解原理？（提示：从能量转化、电解池组成、电极反应式书写、电解池阴阳极与电源关系角度进行分析）
二、电解原理的应用
1．写出电解熔融氯化钠的电极反应和总反应
2. 写出电解饱和食盐水的电极反应和总反应
3、溶液中常见的阴阳离子的放电顺序（惰性电极）是怎样的？
三、电解原理的应用 1.铜的电解精炼
铜的电解精炼是怎样应用电解原理的？（提示：可从装置示意图，阴阳极及材料、电解质溶
液、电子流向和离子的移动方向、电极反应等方面进行分析。）
2.电镀(1)电镀是怎样应用电解原理的？（提示：可从阳极、阴极材料与电镀液、
电极反应等方 面进行分析。）
(2) 电镀主要目的是什么？结合身边的实例，举例说明电镀在实际生活和生产中有哪些应用？
【能力提升】
问题1：电解的原理（以电解熔融氯化钠为例）
工业上可以用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠，如右图为该方法
的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁
片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 1．接通电源后，熔融氯化钠中Na +和Cl －
各向哪个方向移动？
2．移到两极表面的Na +和Cl －
将发生什么变化？(写出电极反应并标明是氧化反
应还是还原反应)
3．电解质溶液或熔融电解质导电的原因是什么? 导电的实质是什么? 熔融氯
C
问题2：电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气（用惰性电极）
如图所示：电极材料为石墨，电解质溶液为饱和食盐水。
(已知：水为弱电解质，发生电离：H2O H+ + OH－)
1．请你分析饱和食盐水中可能存在哪些离子，在电场中它们的移动方向如何？2．根据阴阳离子的放电顺序，判断阴阳两极哪种离子先放电？
3．判断阴极和阳极，写出电极反应式和电解反应的化学方程式。
现象电极反应式阴极
阳极
电解反应的化学方程式（标出两极产物）：
4、电极产物的检验
⑴两极气体产物的检验方法：
⑵两极附近溶液酸碱性的检验方法：
5、阴极区附近溶液酸碱性变化的原因是什么？
6、判断电解池的阴阳极有哪些方法？
问题3：请用电解原理设计一个实验方案：将一块粗铜变为纯铜（画出铜的电解精炼装置示意图，
并标明阴阳极及材料、电解质溶液、电子流向和离子的移动方向。）
问题4：请用电解原理设计一个实验方案：给铁钉镀铜。以课本
17页活动·探究提供的材料和任务（画出装置图、写出电极材料
和电极反应），并实施实验方案。
阴极材料及电极反应阳极材料及电极反应电解质溶液离子浓度变化电解饱和
食盐水
铜的电
解精炼
电镀（铁
片上镀
铜）
2.电解饱和食盐水、铜的电解精炼、电镀三种电解原理的应用有何异同？
【拓展训练】
1.下列关于电解池的叙述中，正确的是( )
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B.电解池的阳极发生还原反应，阴极一定是阴离子放电
C.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动
D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等
2.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是( )
A.粗铜板作阳极，纯铜片作阴极，硫酸酸化的CuSO4溶液作电解液
B.电解时阴极发生的反应为Cu2+ +2e—=Cu，最后电解质溶液浓度降低
C.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%
3.若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是( )
①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜上发生的反应是Ag++e—=Ag
④银片上发生反应4OH—-4e—=O2↑+2H2O ⑤用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液
A.①③⑥
B.②③⑥
C.①④⑤
D.②③④⑥
4.右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( )
5.以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则
溶液中产生H+的物质的量为( )
A. 0.0025mol
B. 0.0100 mol
C. 0.0400 mol
D. 0.0200 mol
6.以石墨作电极分别电解下列溶液,电解质和水都发生变化的是( )
A. Na2SO4
B. AgNO3
C. CuCl2
D. NaOH
7.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液酸碱性不变
B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液酸性增强，碱性减弱
C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
8.用惰性电极电解下列溶液一段时间后,再加入一定量的另一种物质(括号内),溶
液能恢复到与原溶液完全一样的是( )
A.CuCl2(CuSO4)
B.NaOH (NaOH)
C.NaCl (HCl)
D.CuSO4(Cu(OH)2)
选择题答题栏
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案
二、填空
a极板b极板x电极Z溶液
A 锌石墨负极CuSO4
B 石墨石墨负极NaOH
C 银铂正极HCl
D 铜石墨负极CuCl2
9.写出惰性电极电解下列溶液的电极反应：
（1）Na2SO4：阴极：________________ _ ，阳极：_______ __________，
总反应的化学方程式
（2）H2SO4：阴极：________________ ____，阳极：_____ __ ____ ______，
总反应的化学方程式
（3）KCl：阴极：_______________ ____，阳极：_ ______ __________，
总反应的离子方程式
（4）AgNO3：阴极：_____________ ___ ____，阳极：_________ __________，
总反应的离子方程式
（5）CuCl2：阴极：_______________ _ ____，阳极：_________ _____ _____
总反应的化学方程式
10. 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）：
下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
（1）溶液中存在的离子有，其中Na+和向极移动电子发生反应而放电；Cl－和向极移动，电子发生
反应而放电。（2）电解池中X极上的电极反应式为
在X极观察到的现象是原因是
（3）Y电极上的电极反应式为
检验该电极反应产物的方法是
11．在500ml 0.2mol/LCuSO4溶液中插入两个电极，通电电解，则：
(1)若两极均为铜片，电解过程中CuSO4溶液的浓度（填“增大”、“减小”或“不变”）
(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极电极反应式为
(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，不考虑H+放电，当电路有0.04mol电子通过时，阴极增重g,
阴极电极反应式为
(4)若阴、阳极均为石墨，阳极电极反应式为
电解总化学反应方程式
以下题目A、B层同学必须做，C层同学选做。
12.某同学制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化
钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收得到较强杀菌能力的消毒液，设
计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要
成分判断正确的是（）
A.a为正极，b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极，b为
正极; NaClO和NaCl
C.a为阳极，b为阴极; HClO和NaCl
D.a为阴极，b为
阳极; HClO和
NaCl
【学生自命题】
一、电解原理：
能量转化角度：电能转化为化学能。
电解池组成：电解池由直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质组成。
电极反应式书写：阴极上得电子发生还原反应，阳极上失电子发生氧化反应。电解池阴阳极与电源关系：与直流电源正极相连的是电解池的阳极，与直流电源负极相连的是电解池的阴极。
二、电解原理的应用：
1. 阴极：2Na+＋2e－=2Na阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑+2e－总反应：2NaCl2Na＋Cl2↑
2．阴极：2H+＋2e－=H2↑阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
3．阳离子放电顺序：Au+＞Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+＞……(得电子能力由易到难)
阴离子：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子(失电子能力由易到难)
三、电解原理的应用
1.铜的电解精炼
阳极材料为粗铜，阴极材料为精铜
阳极：Cu－2e－＝Cu2+（主要）Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2＋
阴极：Cu2+＋2e－＝Cu
2.电镀
（1）阳极材料一般为镀层金属，也可用惰性电极材料；阴极材料为镀件，电镀液为含镀层金属阳离子的盐溶液；阳极材料为镀层金属，电镀液浓度不变；
电极反应式为：
阳极：Cu－2e－＝Cu2+ 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu
若惰性电极材料，电镀液浓度减小
（2）应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法叫做电镀。
增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。如白铁（铁上镀锌），在火箭插销上镀金等。
问题1：
【思考】
1．Na+向阴极(Fe)移动；Cl－向阳极(C)移动
2．阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑ 氧化反应阴极：2Na+＋2e－=2Na 还原反应3．导电的原因是自由移动的阴、阳离子在电场中定向移动
导电实质上是电解质溶液或熔融电解质的电解过程。
问题2：
【思考】1．由于NaCl＝Na+＋Cl－；H2O H+＋OH－，故饱和食盐水中存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子。
在电场中，阳离子Na+、H+移向阴极，阴离子Cl－、OH－移向阳极。
2．在阴阳离子的放电顺序中，阴(阳)离子失(得)电子的能力越强，越先放电。
故在该溶液中阴极上H+先放电，阳极上Cl－先放电。
3．阴极现象：阴极上有无色气泡产生。电极反应式：2H+＋2e－=H2↑阳极现象：阳极上产生黄绿色有刺激性气味的气体。电极反应式：2Cl－-2e －=Cl
2
↑
总：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 阴极产物为NaOH和H2；阳极产物为Cl2
4．⑴阴极：在阴极气体出口处用向下排空气法（或排水法）收集一试管气体，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火，有尖锐的爆鸣声或轻
微的“噗”声，证明阴极气体为H2。
阳极：把一小块湿润的淀粉碘化钾试纸贴在玻璃棒上，靠近阳极气体出口，试纸变蓝，证明阳极气体为Cl2。
⑵电解结束后，在U型管两端溶液中各滴加几滴酚酞溶液，阴极附近溶液变
红，说明阴极附近溶液显碱性；阳极附近溶液无明显现象。
5．在电解过程中，由于阴极上H+得电子不断变为氢原子并形成H2逸出，使阴极区H+浓度变小，水的电离平衡向生成H+和OH－的方向移动，使阴极区溶液中的OH－越来越多，OH－浓度大于H+浓度，故溶液显碱性。
6．电解池阴阳极判断方法：
①直流电源:与电源正极相连的电极即为阳极，与电源负极相连的电极即为阴极；
②氧化、还原反应：在电极上发生氧化反应的电极是阳极，发生还原反应
的电极为阴极③离子的移动方向：在电解质溶液中，阴离子移向的一极为阳极，阳离子移向的一极为
阴极；
④根据两极现象：如有金属析出的电极是阴极，产生黄绿色有刺激性气味
的气体的电极是阳极。
问题3：
阴极材料阴极反应阳极材料阳极反应c（Cu2+）
铜的电解精炼精铜Cu2++2e-→Cu
还原反应
粗铜Cu→Cu2++2e- 氧化反应
Zn→Zn2++2e-
Fe→ Fe2++2e-
Ni→Ni2＋＋2e－
减小
问题4：
电镀原理阳极：
Cu→Cu2++2e-
阴极：
Cu2++2e-→Cu
电镀方
案（用
装置图
表示）
电极材
料
阳极：铜片
阴极：铁钉
电镀液硫酸铜溶液
镀件铁钉
一、选择题
DCBAC BDC
二、填空
9.(1) Na2SO4：阴极：4H+＋4e－=2H2↑ 阳极：4OH－-4e－=2H2O＋O2↑
总反应2H2O2H2↑+ O2↑
(2)H2SO4：阴极：4H+＋4e－=2H2↑ 阳极：4OH－-4e－=2H2O＋O2↑
总反应2H2O2H2↑+ O2↑
(3)KCl溶液：阴极2H+＋2e－=H2↑ 阳极2Cl－-2e－=Cl2↑
总反应2Cl-＋2H2O2OH-＋Cl2↑＋H2↑
(4)AgNO3：阴极：4 Ag+＋4e－=4 Ag 阳极：4OH－-4e－=2H2O＋O2↑
总反应4Ag+＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H+
(5)CuCl2：阴极：Cu2+＋2e－=Cu 阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑
10.(1)Na+、H+、Cl－、OH－H+阴（X）H+ 还原OH－阳（Y）Cl－氧化
(2)2H+＋2e－=H2↑ 阴极上有无色气泡产生，电极附近溶液变红
在电解过程中，由于阴极上H+得电子不断变为氢原子并形成H2逸出，使阴极区H+浓变小，水的电离平衡向生成H+和OH－的方向移动，使阴极区溶液中的OH－越来越多，OH－浓度大于H+浓度，故溶液显碱性
(3)2Cl－-2e－=Cl2↑ 把一小块湿润的淀粉碘化钾试纸贴在玻璃棒上，靠近阳极气体出口，试纸变蓝，证明阳极气体为Cl2。
11.(1)不变(2)Zn-2e-=Zn2+ (3) 1.28g Cu2++2e-=Cu
(4)阳极：4OH--4e—=2H2O+O2↑ 2CuSO4+2H2O
通电
2Cu+O2↑+2H2SO4 12.B
第二节化学能与电能 (第1课时) 一、三维目标 知识与技能 1、获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完 成化学能与电能转化的化学实验。 2、形成原电池的概念，探究构成原电池的条件 过程与方法 1、经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基 本方法，提高科学探究的能力 2、能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自己学习 化学的能力。 情感态度与价值观 1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化电能的奥秘体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学 世界的奇妙与和谐。 2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。 二、教学重点 原电池的概念与构成条件 三、教学难点 用己经学过的有关知识探究化学能与电能的条件和装置 四、教学过程 [引入]在化学反应中，物质中的化学能的变化通常表现为热量的变化，即化学能转变为热能。那么，物质中的化学能能不能转化为电能呢？请同学们阅读教材中火力发电站工作原理示意图，简要说明火力发电站的工作原理。 [板书]第二节化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化 [学生]火力发电是通过化石燃料的燃烧，使化学能转变为电能，加热水使之汽化为蒸汽以推动汽轮机，
然后带动发电机发电。 [板书]化学能→热能→机械能→电能 [讲述]从上面的分析我们可以看出，火力发电的过程中能量的转化还是比较复杂的，化学能首先要转人为热能，热能再转化为机械能，机械能最后再转化为电能，由于在能量转化过程中，每一过程都有能量损失，过程越复杂能量损失越多，所以我们说火力发电过程中化学能转化为电能效率还是比较低的。 [设问]如何克服这一问题呢？由于火力发电过程比较多，造成能量转化效率比较低，如果我们能设计一种装置能够将化学能直接转化为电能，那么化学能转化为电能的效率一定是很高的。下面我们就来探究这种装置，即把化学能直接转化为电能的装置。 [老师]在火力发电中，燃烧是使化学能转化为电能的关键。同学们想一想，我们学过的燃烧反应是氧化还原反应还是非氧化还原反应？ [学生]都是氧化还原反应 [老师]氧化还原反应的本质是什么？ [学生]电子的转移 [老师]在氧化还原反应中电子是如何转移的？ [学生]是还原剂把电子转移给氧化剂 [老师]由于在氧化还原反应中，还原剂是把电子直接转移给氧化剂的，因此不会形成电流，同学们设想一下，如果我们将还原剂和氧化剂中间用一段导线连接起来，使还原剂失去的电子经过导线给氧化剂，在导线上能不能产生电流呢？ [学生]能产生电流 [老师]请同学们来看一个实验。 [实验]将锌片和铜片用导线连接起来，平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线中间接入一个电流表。 [现象]锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表发生了偏转。 [老师]电流表发生了偏转，说明在导线中产生了电流，同学们想一想，这个电流是如何产生的？ [学生]由于锌和铜的活动性不同，锌容易失去电子，被氧化成锌离子进入溶液，电子由锌片经过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片上获得电子被还原成氢原子，两个氢原子再结合成氢气分子，从铜片上逸出。 [老师]这一过程我们可以表示为：
《化学能转化为电能》教案 张丽红 教学目标： 知识目标：通过实验探究, 使学生认识化学能可以转化为电能,初步认识原电池的结构和工作原理。学会判断原电池的正、负极，初步认识电极反应式及原电 池反应方程式的书写。 情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，训练科学的学习方法，渗透环境保护意识 能力目标：培养学生探究式的思维能力、自学能力和动手能力及发现问题、分析问题和解决问题的能力。 教学重点、难点：原电池原理，构成原电池的一般条件。 教学方法：1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程，引导学生观察、思考、推理、探究。 2、利用多媒体将微观、抽象的理论转为具体、直观的形象。 学习方法：实验——观察——思考——讨论——结论——应用。 教学用品：铁丝、铜丝、锌片、铜片、镁条、铅笔芯、火柴梗、西红柿、稀硫酸、无水乙醇、导线、烧杯、电流计、实物展台、投影仪。 教学过程： 『导入』由实验：将铜片和锌片用导线连接起来，并串联一个电流计，插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。导出什么叫做原电池。 【板书】第三节化学能转化为电能-----原电池 一、原电池 1、概念：把化学能转化为电能的装置 2.工作原理：氧化还原反应 ［投影］化学能转化为电能 一、原电池 1、概念：将化学能转化成电能的装置称为原电池 2、电极名称及电极反应：负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+正极（铜片）：2H++2e-=H2↑ 原电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 3、电子方向: 由负极经导线到正极电流方向:正极到负极 4、实质:氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移到氧化剂。 『实验探究』（学生分组实验并讨论） 构成原电池的一般条件 注意观察指针是否偏转,若偏转,方向如何?正负极分别是什么?若不偏转,可能的原因是什么?
电能转化为化学能——电解（习题） 1.下列说法正确的是（） A．电解池能把化学能转化为电能 B．电解池中与直流电源正极相连的电极是阳极 C．通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源 的负极 D．电解池中的阴离子在阴极上发生氧化反应 2.下列装置能构成电解池的是（） 3.如图是用石墨电极电解CuCl2溶液的装置，下列分析正确的是（） A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu+2e Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 4.用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是（） A．稀NaOH溶液B．HCl溶液 C．CuSO4溶液D．AgNO3溶液 5.用石墨电极持续电解下列溶液（电流不变），阳极上产生气体的量可能发生如右图所示 变化的是（） A．KI溶液B．Na2SO4溶液 C．CuSO4溶液D．NaCl溶液 6.关于电解NaCl水溶液，下列说法正确的是（） A．电解时钠离子向阳极移动 B．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
7.冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。粗铜 的导电性不够理想，工业上常常通过电解法除去这些杂质制得精铜。下列关于粗铜精炼的叙述中，正确的是（） A．粗铜与电源的正极相连 B．电解过程中，电解质溶液的浓度保持不变 C．电解后，溶液中不存在Fe2+、Zn2+ D．电解后，电解槽底部的阳极泥并无价值 8.若要在铜片上镀银，则下列叙述中错误的是（） ①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是：Ag+e Ag ④在银片上发生的反应是：4OH-4e2H2O+O2↑ ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥B．②③⑥ C．①④⑤D．②③④⑥ 9.在50 mL 0.2 mol·L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）： （1）若两极均为铜片，则电解过程中溶液浓度将_______； （2）若阳极为纯锌，阳极反应式是___________________； （3）如果两极均为铜片，且不考虑H在阴极上放电，当电路中有0.01 mol电子通过时，阴极增重_______。 10.右图为以惰性电极进行电解的装置： （1）写出各电极上的电极反应式和总反应方程式： A：______________________________________， B：______________________________________， 总反应：_________________________________； C：______________________________________， D：______________________________________， 总反应：_________________________________。 （2）反应一段时间后，在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为___________。
化学能与电能的转化课例分析 【教材分析】 本节的内容是化学能与电能。化学反应与能量是最重要的原理性知识之一，也是在社会生产、生活和科学研究中广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有着重大价值的知识，与我们每个人息息相关。化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。 在上一节已经学习了“化学能与热能”的关系，通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量、电化学基础。本节内容是对前一节课中“一种能量可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善，又是为学习“电化学基础”奠定必要的基础。 【教学目标】 1、知识与技能： 了解常见的化学能与电能的转化方式 理解原电池原理及其形成条件 2、过程与方法： ⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。 ⑵通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神 ⑶通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。 3、情感、态度与价值观 ⑴培养学生主动参与意识。 ⑵经历探究过程，提高学生的创新思维能力，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。 【教学重点】 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 【教学难点】 原电池工作原理 【教学方法】 1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程，诱导学生观察、思考、推理、探究; 2、教学中以教师为主导，学生为主体，教材为主线，思维为中心； 3、利用计算机,化微观、抽象为具体、直观、形象。 【教学过程】
必修2《化学能转化为电能》教学设计案例 厦门集美中学化学组韩冬 一．教材分析与教学思路 1．教材分析 案例章节：《普通高中标准实验教科书（苏教版）》必修2专题二第三单元化学能转化为电能（第一课时） 内容分析：本单元知识内容在必修1中，讲到了很多的电解的生活实例但还没有形成具体的知识概念。教材利用活动与探究铜锌原电池的装置，总结出原电池的原理。通过实验现象的分析出两极的反应方程式，通过上面知识的构建总结出原电池的原理，提出原电池的概念。最后设计了交流与讨论钢铁的吸氧腐蚀来巩固学生对原电池的理解。 2. 教学思路与设计 本节课属于电化学的内容，学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。根据课标要求：要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，并能用生活中的材料制作简易电池。要求从知识角度上不高，在化学选修中还会继续学习。所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。根据前苏联教育家维果茨基提出的“最近发展区”理论，在提出原电池理论前应结合学生已有的生活体验和对电的感性知识给学生搭建一个平台。 在课的引入时，我用“借实验用品”的方式来完成第一个环节也就是借用学生在生活中接触很多的不同面值的硬币和面巾纸来完成。通过用灵敏电流表来测试硬币原电池的电流，来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度，同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因。为下一个环节提供了铺垫，为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容，并记录现象。做完实验交流结果，引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过投影生活中常见的案例练习来巩固原电池的概念理解通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析课前硬币发电实验中如何利用电流表确定正负极，及哪种材料更为活泼，让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。最后讨论交流钢铁的腐蚀完成吸氧腐蚀的内容，这部分以了解为主不拓展太多。 二. 三维目标
第2章第2节化学能与电能 课前预习学案 一、预习目标 1、了解燃煤发电的流程及关键步骤 2、通过预习尝试填写有关锌铜原电池的基础知识 3、记住化学电池的本质 4、了解常见电源 二、预习内容 1、燃煤发电的流程：_______________________________________________________ 化学能转换为电能的关键 :________ __________________________________________ 3、化学电池的反应本质__________________________________________________________ 4、常见的化学电源有____________________________________________________________ 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
一、学习目标 1、了解燃煤发电的流程及关键步骤 2、掌握锌铜原电池的基础知识 3、记住化学电池的本质 4、了解常见电源 二、学习重难点：掌握锌铜原电池的基础知识 三、学习过程 ㈠燃煤发电的流程______________________________________________________________ 化学能转换为电能的关键______________________________________________________ (二) 探究化学能与电能的转化 尝试填写下表： ⑵原电池中如何判断正负极？ ⑶正极金属起啥作用？啥在正极上得电子？
电能转化为化学能——电解练习题 1．电解池中电解某盐溶液时，阴、阳两极相等的是 () A．析出物质的物质的量 B．析出物质的质量 C．转移电子的数目 D．放出气体的体积 2．下列描述中，不．符合生产实际的是 () A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作为阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作为阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作为阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作为阳极 3．用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是() A．稀NaOH溶液B．HCl溶液 C．酸性CuSO4溶液 D．酸性AgNO3溶液 4．按下图所示装置进行实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴应表示 ①c(Ag＋)②c(NO－3)③a棒的质量④b棒的质量⑤c(H＋) A．①③B．③④ C．①②④ D．①②⑤ 5.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置．通电后在石墨电极a 和 b附近分别滴加一滴石蕊溶液．下列实验现象中正确的是 () A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 6.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流
电源，一段时间后，发现a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为 白色，外圈呈浅红色．则下列说法错误的是 ( ) A ．b 电极是阴极 B ．a 电极与电源的正极相连接 C ．电解过程中，水是氧化剂 D ．b 电极附近溶液的pH 变小 7.某同学按右图所示的装置进行电解实验．下列说法正确的是 A ．电解过程中，铜电极上有H 2产生 B ．电解初期，总反应方程式为：Cu ＋H 2SO 4=====电解 CuSO 4＋H 2↑ C ．电解一定时间后，石墨电极质量不变 D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大 8．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能 使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 ( ) A ．AgNO 3[AgNO 3] B ．NaOH [H 2O] C ．KCl [KCl] D ．CuSO 4[Cu(OH)2] 9．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( ) A ．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH 不变 B ．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH －，故溶液pH 减小 C ．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D ．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 10.如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl 饱和溶液，C(Ⅰ)、 C(Ⅱ)为多孔石墨电极．接通S 后，C(Ⅱ)附近溶液变红，两玻璃管中有 气体生成．下列说法正确的是 ( ) A ．C(Ⅰ)的电极名称是正极 B ．C(Ⅱ)的电极反应式是2Cl －―→Cl 2↑＋2e － C ．电子从电源的负极沿导线流向C(Ⅱ) D ．电解过程中，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)两极产生的气体质量相等 11．常温下用石墨电极，电解100 mL 0.1 mol·L －1Cu(NO 3)2和0.1 mol·L －1 AgNO 3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是 ( ) A ．阴极增重1.4 g B ．所得溶液pH ＜1 C ．阴极增重0.64 g D ．所得溶液pH ＞1 12．按如下图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x 表示流入电极的电子的物质的
第二章第二节化学能与电能（第一课时） 商南县高级中学汪红霞 教材分析：本节内容是属于化学反应原理范畴，化学学科重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，同时本节内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关，知识的重要性决定了本节学习的重要性。本节内容主要分为三部分，内容清晰：火力发电、原电池实验探究（包括概念、工作原理、组成条件和创造性应用）和技术产品（各种化学电源的设计、工作原理和应用），其中第二部分是重点也是难点，是本节内容的核心部分，应当重点介绍，第三部分中的燃料电池是生活中的新产品，可用于学生扩充视野，提高分析问题解决问题能力典型材料。 学情分析：生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。当学生们刚了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程 之后，对化学能与电能之间的转化问题一定会产生浓厚的兴趣。 教学目标 1．知识与技能： (1)了解化学能与电能的转化关系及其应用 (2)知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。 (3)通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，能够正确判断简单原电池的 正、负极和电子流向，初步掌握构成原电池的条件。 2．过程与方法： (1)采用把课堂演示实验改为学生实验和适当增加趣味性设计实验的方法，充分调动学 生学习的积极性、主动性、激发他们的求知欲和学生兴趣。 (2)采用现代化教学手段，适当利用多媒体，使抽象的知识形象化，帮助学生更好地理 解和掌握抽象知识。
(3)通过设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过 程，学习科学探究的方法，提高科学探究能力。 (4)通过分组实验培养观察能力与分析思维能力，提高与他人交流、合作的能力。3．情感态度与价值观： (1) 通过原电池实验设计体会到科学探究的艰辛与喜悦，以及化学在生活中的巨大实用 价值，进一步激发学习化学的兴趣和信心 (2)通过电池用途的简单教学，体现化学与社会的密切联系及化学的应用价值，是学生 明确学习的最终目的是服务于社会、造福于人类。 教学重点：理解原电池概念、原理、构成条件、电极反应式及原电池原理的应用。 教学难点：原电池原理、构成条件、原电池原理的应用. 教学方法：多媒体技术与实验探究相结合法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。 教学用具： 实验仪器：烧杯、电流表、导线 实验药品：锌片、铜片、稀硫酸等
化学能与电能的转化 (时间：45分钟满分：100分) 一、选择题(本题共8题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求) 1．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )。 A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 2．下列关于工业冶金的描述中不正确的是( )。 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑ B．电解法精炼铜，用粗铜作为阴极 C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D．在电镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液 3．大功率镍氢动力电池及其管理模块是国家“十五”863计划电动汽车专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平，解放军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为： LaNi5H6＋6NiO(OH) 放电 充电 LaNi5＋6Ni (OH)2 下列有关镍氢电池的说法，不正确的是( )。 A．电池工作时，储氢合金作负极 B．电池充电时，阳极发生氧化反应 C．电池放电时，电子由正极通过外电路流向负极 D．电池工作时，负极反应式：LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O 4．(2012浙江高三调研)已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量，可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中，常用银电量计，如图所示。下列说法不正确的是( )。 A．电量计中的银棒应与电源的正极相连，铂坩埚上发生的电极反应是：Ag＋＋e－===Ag B．称量电解前后铂坩埚的质量变化，得金属银的沉积量为108.0 mg，则电解过程中通过电解池的电量为96.5 C C．实验中，为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差，常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋，测量结果会偏高 D．若要测定电解饱和食盐水时通过的电量，可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连，铂坩埚与电源的负极相连 5．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是( )。 A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 6．关于下列装置说法正确的是( )。
第一章第二节电能转化为化学能──电解预习学案 编辑人：李莲花 学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的 判断方法。 学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。 第一课时电解原理 问题一、电解 【自主学习】 ⒈电解熔融的氯化钠 离子在电场中的是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的和分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有，Na＋在这个电极上得到电子，被还原成钠原子：；而与电源正极相连的电极带有，Cl－在将电子转移给这个电极，自身被氧化成，最终生成：。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应：。 ⒉电解的定义 在的作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程。 [要点强化指导] ⑴电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。 ⑵熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。 ⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。 问题二、电解池 【自主学习】 ⒈电解池的含义 将转化为的装置被称为电解池。 ⒉电解过程中的能量变化 在电解过程中，电源向反应体系提供能，电能转化为能而“储存”在反应物中。 3. 电解池的电极： 按照电化学规定，电解池中的两个电极是极、极，发生的电极叫做阳极（阳极与电源的相连）；发生的电极叫做阴极（阴极与电源的极相连）。 4.：构成电解池的条件 (1) (2) (3) (4) 【练习1】.分析下图，属于电解池的有（）
【练习2】下列说法正确的是( ) ①电解是把电能转变成化学能；②电解是化学能转变成电能； ③电解质溶液导电是化学变化；④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生； 问题三、电极反应及其反应式的书写 【自主学习】 ⒈电极反应的含义 在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个上分别进行的。每个电极上或是发生电子的变化，或是发生电子的变化，分别相当于的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生反应，阴极上发生反应。 [合作探究1]：电极与电子的移动方向有怎样的特点？ ⑴阳极与电源的相连，阳极上发生反应，电子由电解质中 的放电经电解池极、外电路到电源的极，即：极 电 源的极； ⑵阴极与电源的极相连，阴极上发生反应，电子由电源的极、外电路到 电解池极被电解质中的阳离子得到，即：电源的极电解池的极。 [要点强化指导]电极与溶液（或熔融电解质）中的离子移动 ⑴电解池的极上有富积的大量的，故电解质中带电荷的离子向该极移动； ⑵电解池的极上缺失，故电解质中带电的离子向电解池的极移动。 规律： 阴极：发生还原反应的电极。 与电源“—”相连的电极， 得到电子的电极， 阳离子移到的电极。 阳极：发生氧化反应的电极。 与电源“+”相连的电极， 失去电子的电极， 阴离子移到的电极。 [规律指导与总结]：电极反应式的书写形式与步骤 ⑴电极反应式的书写形式有两种（以Cl－被氧化为例）： ①2Cl－－ 2e－＝ Cl2↑；②2Cl－→Cl2↑＋ 2e－。 举例：写出电解熔融NaCl的电极方程式 ⑵总结电极反应式的书写步骤： ①看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰 性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。 ②看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电 顺序，然后书写电极反应式。 ③书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有H＋和OH－，放电顺序中H＋和OH－ 之后的离子一般不参与电极反应。 ④两个电极反应式所带的电荷必相等。 ⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式 减去某一电极反应式就等于另一电极反应式 问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序 【自主学习】 ⒈离子的放电是指离子失去电子或离子得到电子的过程。阴离子放电越容易，电子就越容易，性就越强；反之，阳离子放电越容易，电子就越容易，性就越强。
《化学能与电能的转化》 班级________ 姓名____________ 1 ?将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。 燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80% （一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是（） A ?上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质 B ?氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇 航员使用 C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为：C2H5OH —12e「= 2CO2 T+ 3H2O D .甲烷燃料电池的正极反应为：O2+ 2H2O + 4e—= 4OH 2 ?固体氧化物燃料电池是由美国西屋（West-i nghouse ）公司研制开发的。它以固体氧化锆一 氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2—）在其间通过。该电池的工 作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ） A . O2—向电池的负极移动 B .有H2放电的b极为电池的正极 C. a极对应的电极反应为C b+2H2O+4e =4OH D .该电池的总反应方程式为2H2+O2輕2H2O 3.类推是在化学学习和研究中常用的思维方法，但类推出的结论最终要经过实践的检验才能 决定其正确与否，下列几种类推结论中不正确的是（ ） A .钠、镁都是活泼金属，由金属钠和镁引起火灾都不能用干冰灭火器灭火 B. NaHSO3溶液能与NaAIO2反应生成白色沉淀，NaHCO3溶液也能与NaAIO 2反应生成白色沉淀 C. NH4CI、NH4I结构相似，将两种固体分别加热，都分解生成HX和NH3 D .原电池中通常是活泼金属做负极，不活泼金属做正极，用铜和铝与浓硝酸构成原电池 时，铝是负极 4 .一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通人乙烷和 氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH = 4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是 A .负极反应为：14H2O+7O2+28e-= 28OH-（ ） B .放电一段时间后，负极周围pH升高
第3单元课时1 化学能转化为电能 教学设计 一、学习目标 1.了解常见的化学能与电能的转化方式。 2.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；理解科学探究的意义、过程与方法。 3.理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应。 4．了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。 二、教学重点及难点 教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。 教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。 三、设计思路 学生对“电”有着较丰富的感性认识。充分利用学生已有的经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。 本课从日常生活中常见的电池入手，通过各种电池的展示，提出疑问：这些电池是如何产生电流的？学生根据物理对电流的认识，提出假设：有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。引导学生通过简单的氧化还原反应验证这一假设。通过锌、铜与硫酸的简单组合，体验电流的
产生。引出原电池的概念。再利用分组实验的方式探究原电池的工作原理、构成条件。同时从电子转移的方向确定原电池正极、负极，电极上发生的反应，并写出电极反应式、电池总反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源，以拓宽学生的知识面。 四、教学过程 【创设情景】展示图片：生产、生活都离不开电。我们平时所用的手电筒、计算器、手机、笔记本电脑、电子表等都需要用到电池。这些电池是怎样产生电流的呢？（见PPT2） 【板书】一、化学能转化为电能 1.电池是怎样工作的 【活动与探究】同学以小组为单位完成实验，分析原因。（见PPT3、4、5）[实验1]把一块锌片插入稀硫酸中 [实验2]把一块铜片插入稀硫酸里 [实验3]把一块锌片和一块铜片同时平行插入稀硫酸（锌片与铜片不接触)。 [实验4]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，然后将锌片与铜片平行插入稀硫酸中。 [实验5]在导线中间连接一个灵敏电流计。 [学生交流、讨论] 1.实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？ 2.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？ 3．灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计实验加以证明。 【板书】（1）什么是原电池（见PPT6）
20XX年高中测试 高 中 试 题 试 卷 科目： 年级： 考点： 监考老师： 日期：
《必修2 第二章·第二节化学能与电能（第一课时）》说课稿 一、教材分析 1．教材的内容、地位和作用 本节课是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识。从知识体系和思维能力培养角度看，在整个中学化学体系中，原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。 第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。在本章教学中，原电池原理的地位和作用可以说是承前启后，因为原电池原理教学是对前面有关金属性质和用途、电解质溶液、氧化还原反正本质、能量守恒原理等教学的丰富和延伸，同时，通过对原电池原理教学过程中实验现象的观察、实验探究、分析、归纳、总结，是培养学生思维能力、实验能力很好的素材。 2．教学目标 依据新课程理念，本着对教材结构和内容的深刻理解，提出本节教学的目标： ⑴知识与技能 ①初步认识原电池概念、反应原理及构成； ②能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。 ⑵过程与方法 ①分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力； ②通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。 ⑶情感、态度与价值观 ①培养学生主动参与和合作意识； ②经历探究过程，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。 3．教学重点、难点 由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度，而原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。因此本节教学重点是初步认识原电池概念、原理、构成及应用。教学难点是通过对原电池实验的探究、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。 二、教法分析
《化学能与电能的转化》教案 疏导引导 知识点1：原电池的工作原理 1.原电池的判定 (1)先分析有无外接电源，无外接电源才有可能为原电源；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；看溶液——两极插入电解质溶液中；看回路——形成闭合回路或两极直接接触；看本质——有无氧化还原反应发生。 (2)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看作电解池。 2.原电池正、负极的判定 (1)由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极(一般地，负极材料与电解质溶液要发生反应)，相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。如MgAlHCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但MgAlNaOH溶液构成的原电池中，负极为Al。(思考：AlCuHCl，AlCu 浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别是什么？) (2)由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上有气体产生，电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，则此电极为正极，燃料电池除外。如：ZnCCuSO4溶液构成的原电池中，C电极上会析出紫红色固体物质，则C为此原电池的正极。 (3)根据某些显色现象确定：一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况，是氧化反应还是还原反应，是H+还是OH-或I-等放电，从而确定正、负极。 3.电极反应式的书写 (1)负极：负极电极是还原材料失去电子被氧化发生氧化反应。 (2)正极：正极电极反应要分析电极材料的性质；若电极材料是强氧化性材料，则是电极材料得电子被还原，发生还原反应；若电极材料是惰性的，再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应，能则是溶液中的阳离子得电子，发生还原反应；若不能与负极材料反应，则考虑空气中的氧气，由氧气得电子，发生还原反应。 (3)原电池反应：电解质溶液中，正负极上发生的两极反应的电子得失要相等，或直接写电极材料与电解质溶液间发生的氧化还原反应。
江苏省邳州市第二中学高三化学第二节电能转化为化学能电解复 习教案 一、教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3．掌握电解电极方程式的书写。 4.金属的电化学腐蚀 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 一、电解原理 讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 金属电解质导电粒子 导电状态 温度影响 导电实质电子定向移动 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-
通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自 发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。 4．离子的放电顺序 阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 问：放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗？ 否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。 问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。 5．电解规律： （1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。 问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？ 电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2？氧气溶解度大于氢气
第二节化学能与电能（第1课时）学案 【学习目标】 1、知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，能举出化学能转化为电能的实例。 2、以原电池为例认识化学能可以转化为电能，并能分析简单原电池的工作原理。 【学习过程】 任务一、“看一看” 请观察上述资料中化学电源的反应特点，分析它们均属于哪类反应？这类反应的本质是什么？ 任务二、“试一试”，认识简单原电池的构成要素。 1、判断下列反应是否是氧化还原反应，若是氧化还原反应，用单线桥标出电子转移的情况，并指出氧化 剂、还原剂。 （1）Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2 ↑（2）2NaOH + H2SO4= Na2SO4+ H2O 2、你认为利用哪个反应可以设计一个装置，以实现化学能转化为电能？为什么？ 3、原电池的工作原理及微观解释： （1）电极名称：Zn Cu （2）电极反应及反应类型：Zn Cu （3）电子的流向： （4）离子定向移动的方向：
（5）实现的能量转化： 任务三：学以致用（设计原电池） 1：现有如下两个反应： NaOH＋HCl===NaCl＋H2O Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ (1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________________________。 (2)如果可以，画出相应的装置图，标明正负极，电子的流向和离子运动的方向 任务四：原电池的构成条件 下列装置中不能形成原电池的是 课堂练习： 1、下列四个化学反应中，你认为理论上不可用于设计原电池的是( ) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2===2H2O C．Mg 3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋3NH3↑ D．CH4＋2O2 =CO2＋2H2O 2、关于右图所示的原电池，下列说法正确的是（） A．Cu为正极发生氧化反应B．负极反应为 Zn － 2e－=Zn2+ C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．该装置能将电能转化为化学能 3、原电池原理的发现极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式。 结合右图装置，回答下列问题： （1）该装置将能转化为能，叫做原电池。 （2）该原电池总反应的化学方程式为， 离子方程式为。 （3）该装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行 ①锌片做极，电极反应式为，在该电极发生反应； ②铜片做极，电极反应式为，在该电极发生反应；（5）该原电池工作时，电子从极经导线流向极； 溶液中的H+从极向极移动，SO42-从极向极移动。 4、把Cu+2FeCL3=2FeCl2+CuCl2设计成原电池池，并画出装置图，写出正负极的电极反应
精心整理高中化学《2.2化学能与电能》教案（1）新人教版必修2 三维目标 知识与技能 1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。 2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。 1. 2. 能力。 [ 二、 [学生自学]阅读课本P35第二、第三段。思考问题：（教师播放投影片） 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。 5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题 [师生互动]： 1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。 2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。 3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？）。
师：能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。 [板书] 实验设计：1.Cu-Zn原电池实验： ①Cu、Zn分别插入稀硫酸中。②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应，Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极 H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e＝H2↑正极 师：很好，总的离子反应方程式：Zn2++2H+＝Zn2+＋H2↑ 石墨与稀 8.Cu-Zn ［课堂小结］ ［板书］ 1.归纳、概括形成原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。