高三化学原电池化学电源一轮复习教案

其次节 原电池化学电源

课题

原电池 老师

教学目的 学问与技能：

1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2．了解常见的化学电源的种类及其工作原理。

过程与方法：

通过动手操作熬炼试验实力；通过对试验现象的分析熬炼分析、抽象、概括、推断等思维实力。

情感看法与价值观：

1.立足于学生适应现代化生活和将来发展的须要，着眼提高学生的科学素养。

2.进一步领悟和驾驭化学的基本原理与方法，形成科学的世界观。

重点 电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式 难点 电池的工作原理

教学方法 讲练结合

学情分析

技术运用 投影、小篇子

教学反思

老师活动 学生活动 老师备注

学问点一 原电池的工作原理

一、【学问梳理】

1．概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2．构成条件

(1)有两个活泼性不同的电极(常见的为金属或石墨)。

(2)将电极插入电解质溶液中。

(3)两电极间构成闭合回路。

3．工作原理

回忆，主动参加，倾听，做笔记，记忆

如图是Cu­Zn原电池，请填空：

(1)电极：负极为Zn，正极为Cu。

(2)电极反应：

负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu。

(3)原电池中的三个方向：

①电子方向：电子从负极流出经外电路流入正极；

②电流方向：电流从正极流出经外电路流入负极；

③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。

二、【深度思索、认知无盲区】

1．盐桥的作用

盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液，其作用是平衡两个烧杯中的阴、阳离子而导电，电路接通后，K＋移向正极，Cl－移向负极。

2．原电池正、负极的推断

原电池的正极、负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

(1)推断的一般原则：

①依据电极材料：活泼金属为负极，不活泼金属(或非金属)为正极。

②依据电极反应：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。

③依据电子流向：电子流出(失去)的为负极，电子流入(得到)的为正极。

④依据离子的移动方向：阴离子移向的为负极，阳离子移向的为正极

⑤依据电极现象：质量不断减小(溶解)的为负极，质量增加的为正极。

(2)推断电极的留意事项：

推断电极时，不能简洁地依据金属的活泼性来推断，要看反应的详细状况，如①在强碱性溶液中Al比Mg更易失去电子，Al作负极，Mg作正极；②Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失去电子，Cu等金属

思索、辨析、解答

作负极，Fe、Al作正极。

三、【随堂基础落实】

1.如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不．正确的是( )

A．Fe是负极，C是正极

B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋

C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液

D．电流由石墨电极流向Fe电极

解析：选B 在负极Fe失去电子生成Fe2＋而不是Fe3＋。

2．某原电池的电池反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是( )

A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池

B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池

C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池

D．铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池

解析：选C 铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极，铁片为正极，原电池反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋。

化学电源

一、【学问梳理】

1．一次电池——碱性锌锰干电池

主动作答、练习巩固

负极材料：Zn

电极反应：Zn＋2OH－－

2e－===Zn(OH)2

正极材料：碳棒

电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2

2．二次电池(以铅蓄电池为例)

(1)放电时的反应：

①负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)。

②正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。

③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

(2)充电时的反应：

①阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)。

②阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)。

③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

3．燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。

酸性 碱性

负极

反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O

正极 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－

回忆，主动参加，倾听，做笔记，记忆

反应式

电池

总反应式 2H2＋O2===2H2O

(1)化学电源的电极反应式一般较为困难。正、负极反应的加和是总反应方程式，总反应方程式减某一极反应方程式可得另一极反应方程式。

(2)可充电电池充电时，电池的正极接外接电源的正极，电池的负极接外接电源的负极。

(3)可充电电池的放电反应和充电反应不互为可逆反应。

(4)书写燃料电池的电极反应式时，肯定要留意溶液的酸碱性。

三、【随堂基础落实】

3．下列有关电池的叙述不．正确的是( )

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

解析：选B 锂离子电池可以充电，再次运用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，作负极，D项正确。

4．高铁电池是一种新型可充电电池，与一般电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=====放电充电 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：

(1)高铁电池的负极材料是________。

(2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)

反应；已知负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，则正极反应为________________________________________________________________________。

思索、辨析、解答

(3)放电时，________(填“正”或“负”)极旁边溶液的碱性增加。

解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式－负极反应式＝正极反应式可知，正极反应式为FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，正极生成了OH－，碱性增加。

答案：(1)Zn

(2)还原 FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－

(3)正

其次课时

考点一 原电池电极反应式的书写

一、【学前提问】

1．从氧化还原反应的角度分析，原电池负极上的材料常作________剂，正极上的材料常作________剂，二者________数目相等。

答案：还原 氧化 得失电子

2．若电解质溶液呈酸性，电极反应中能否生成OH－若电解质溶液呈碱性，电极反应中能否生成H＋、CO2?

答案：不能 不能

3．锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4放电充电Li2Mn2O4，你能写出该电池的正极反应吗？

答案：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4

4．你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗？

答案：负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－

二、【师生共同总结】

书写原电池的电极反应式时，首先要依据原电池的工作原理精确推断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最终再依据质量守恒和电荷守恒写出反应式。

1．电极反应式书写的一般方法

主动作答、练习巩固