2013山东省枣庄三中高二化学教案《化学能转化为电能——电池》3(鲁科版选修四)

第1化学能转化为电能——原电池（第3课时金属的腐蚀与防护）【学习目标】1、能说出金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型；2、会解决金属防护的以及金属的电化学防护的原理；3、会书写钢铁在不同条件下腐蚀的电极反应。

【学习重点与难点】钢铁在不同条件下腐蚀的电极反应【使用说明与学法指导】1、带着预习案中问题导学中的问题自主设计预习提纲，通读教材27-30页内容，对概念、关键词，作好必要的标注和笔记。

2、认真完成基础知识梳理，在“我的疑惑”处填上自己不懂的知识点，在“我的收获”处填写自己对本课自主学习的知识及方法收获。

3、熟记、基础知识梳理中的重点知识预习案一、问题导学1、铁器在潮湿环境下比较容易生锈，为什么呢？2、如何更好地防止钢铁腐蚀？二、知识梳理（一）、金属的腐蚀1．定义：_____________________________________________________________2．实质：金属失去电子被氧化。

3．分类：(1)化学腐蚀：_________________________________________。

(2)电化学腐蚀：______________________________________________。

（二）、金属电化学腐蚀的原理1．定义：____________________________________________________________________ 2．实质：被腐蚀金属成为原电池的负极而被溶解。

3．分类：(1)吸氧腐蚀：在水膜________________时，正极上O2被还原。

(2)析氢腐蚀：在水膜________________时，正极上H＋被还原。

(三)、金属的防护1．本质：阻止金属发生氧化反应。

2．方法(1)________________________________(2)加防护层，________________________________等。

第三节 化学能转化为电能--原电池一、教学目标1.体验化学能与电能相互转化的探究过程2.金属的电化学腐蚀3. 电极反应式的写法二、教学重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

电极反应式的写法。

三、教学难点通过对原电池实验的研究，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。

四、教学过程【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。

那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。

试验探究：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H +)如何变化？4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？5、电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。

一、原电池（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。

问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？学生： Zn+2H+=Zn2++H2↑讲：为什么会产生电流呢？答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。

显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。

所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

3、化学能转化为电能——电池-鲁科版选修四教案一、教学目标1.掌握电池的基本概念和组成。

2.理解电池的化学反应及其转化为电能的原理。

3.了解不同类型电池的特点和用途。

二、教学重难点1.化学能转化为电能的原理。

2.电池的化学反应及其组成。

三、教学内容1. 电池的基本概念电池是将化学能转化为电能的装置。

其基本构成是两个半电池，即两个不同金属电极及其溶解在电解质中的离子，通过导线连接而相连，并搭建在各自的半电池中，在外接负载条件下向负载提供电能的装置。

2. 电池的化学反应电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。

在电池中，两个半电池通过电解质相互联系，而产生化学反应，电池中的元件之间涉及多种可能的反应和变化。

3. 电池的工作原理电池的工作原理是两种不同物质之间的化学反应和电荷分离两种物质之间的电荷分离。

在电池的工作过程中，两种不同的金属或非金属产生电化学反应，生成电荷失衡的离子，即进行了氧化还原反应。

4. 不同类型电池的特点及应用根据不同的化学反应原理和材料组成，电池可分为干电池、碱性电池、铅蓄电池、锂离子电池、太阳能电池等多种类型。

•干电池：由纯锌和碳对电极、混合氧化物为正极、酸类或碱类电解质组成。

虽然电压较低，但由于价格低廉，用途广泛。

•碱性电池：由锌和锰相对作为负极、氧化银为正极、氢氧化钾为电解质组成。

电压较高，使用寿命长，适用于数码相机、闹钟等各种低功耗电器。

•铅蓄电池：由铅的氧化还原反应和硫酸的电离反应组成，可用于汽车、UPS等大功率应用。

•锂离子电池：由锂离子和金属氧化物相互作用，并在此基础上生成电池。

锂离子电池体积轻巧，能量密度高，使用寿命长，并适用于移动电话、平板电脑等电子产品。

•太阳能电池：由太阳光辐射击破，光伏效应产生电能。

太阳能电池广泛应用于野外探险、太空航天等领域。

四、教学方法1.讲解法：讲解电池的基本原理、结构和组成等内容。

2.案例分析法：通过案例分析电池的使用和特点，旨在使学生加深对电池性质的理解。

第3节化学能转化为电能——电池教学设计山东临朐第二中学张海风王晓刚一、教材分析本节内容是鲁科版选修《化学反应原理》第一章第3节，是电化学中的重要知识。

本节在学生已经建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，从能量转化角度，以一个学生熟悉的自发氧化还原反应为研究对象，通过“活动探究”采用逐步深入的研究手段，进一步挖掘原电池原理和组成条件，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反应的概念。

接着介绍根据此原电池原理制成的各种在现代工农业生产、科学实验、日常生活中被广泛应用的原电池。

通过紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。

第一课时的主要内容有：原电池的工作原理、原电池的构成条件。

原电池的工作原理和电极反应及电池反应是本节课的重点，原电池的工作原理是本节课的难点。

本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。

首先，通过“联想·质疑”栏目来引入新课；再通过“活动探究”来验证学生通过思考后得出结论。

当学生发现化学反应有电流产生就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；教师通过一系列演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。

二、教学目标1. 知识与技能：通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池正极和负极的方法，以及电极反应的概念；掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。

2. 过程与方法：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能力；培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。

3.情感态度与价值观：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，培养学生的团队协作精神；使学生进一步从能量的角度理解化学科学对人类生活的重要贡献。

山东省枣庄三中高二化学《电能转化为化学能—电解》教案使用教师：使用时间：姓名：班级：学号：第2节电能转化为化学能——电解（1）【教材分析】电解原理和其他电化学知识一样是中学化学重要理论之一,它是无机化学中很重要的知识,既涉及理论知识,又与元素化合物知识密切相关,是高考的重点考查点,在工农业生产日常生活、科技领域中用途广泛，故占有重要的地位。

学习电解原理等电化学理论，将为学生升学、就业、解决生产与生活中的实际问题打下良好的基础。

“电解原理”的学习，是在学生已经学习和掌握了金属活动性顺序、氧化还原以及阴（阳）离子还原性（氧化性）的相对强弱的比较、电解质的电离、离子反应、原电池原理以及化学化学反应中的物质变化和能量变化等知识的基础上安排的，是电化学知识的深化和发展，具有一定的科学性。

它可使学生在接受新知识中有旧知识作基础，缓解学习困难，体现知识梯度的合理性。

知识与能力：1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极；2. 通过活动探究，提高学生的实验能力和分析能力；3. 从能量的角度理解化学科学的重要性。

过程与方法：运过实验探究方法，通过熔融氯化钠的电解学习电解原理。

在渐进的学习中明白电解、电解池，并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中，要让学生明白规律是有条件限制的。

情感、态度与价值观：渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。

教学重点：电解原理、电极反应教学难点：阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式课时安排：共2课时教学过程：（第一课时）【联想•质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1如果要真个反应反方向进行，则需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。

【学生】电能。

【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？【学生】电能转化为化学能【教师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解。

（第四课时）【知识总结】【典例精析】【例１】如右图是电解CuCl ２溶液的装置，其中c 、d 石墨电极，则下列有关判断正确的是（C ）Ａ．a 为负极，b 为正极Ｂ． a 为阳极，b 为阴极 Ｃ．电解过程中，d 电极质量增加Ｄ．电解过程中，Cl — 物质的量浓度不变【解析】依据电流方向，可推出a 为电源正极，b 为负极，则c 是电解池的阳极，Cl —失电子转化为Cl ２；d 是电解池的阴极，产生Cu ，d 电极质量会增加。

电极的放电顺序电解 电解的定义 电解原理的应用 定义：电能转化为化学能 阴阳极的判断 电解时电极产物的判断 阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连阳极产物的判断 阴极产物的判断 阳极：阴离子的放电顺序 阴极：阳离子的放电顺序 氯碱工业 电镀 铜的电解精练【例２】.用石墨电极持续电解下列溶液（电流强度不变），阳极上产生气体的的量可能发生如下图所示变化的是（D）Ａ．KI溶液Ｂ．Na２SO４溶液Ｃ．CuSO４溶液 D.NaCl溶液【解析】电解KI溶液时，I—优先在阳极失去电子生成I２，起初没有气体放出。

电解Na２SO４溶液相当于电解水，在阳极生成氧气，图象中不可能出现拐点。

电解CuSO４溶液时，一直是OH—在阳极失去电子生成O２，图象中同样不可能出现拐点。

电解NaCl溶液时，Cl—优先在阳极失去电子生成Cl２，当Cl—消耗完时，转换为OH—放电而生成O２，每转移１mol电子，可生成0．５molCl２，但只能生成0．２５molO，也就是说，前半段斜率较大，后半段斜率较小，与图象完全吻合。

２【例３】.有X、Y、Z、M四种金属，已知：X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z组成原电池时，Z为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；M的离子氧化性强于Y的离子。

则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（D）Ａ．X>Y>Z>M Ｂ．X>Z>M>Y Ｃ．M>Z>X>Y Ｄ．X>Z>Y>M【解析】X可以置换出Y，说明金属活动性X>Y；X和Z作原电池电极时，Z为正极，说明金属活动性X>Z；Y和Z的离子共存，Y离子先放电，说明金属活动性Z>Y；M的离子氧化性强于Y 的离子，说明金属活动性M<Y；所以X>Z>Y>M。

高中化学新课程鲁科版教材选修4《化学反应原理》第1章化学反应与能量变化第3节化学能转化为电能—电池第1课时“化学能转化为电能——电池”教学设计一:教材分析本节课为鲁科版选修教材《化学反应原理》第一章第三节第一课时的内容.1、教材的地位和作用《化学反应原理》在高中教材中起着承上启下的作用,是在必修的基础上，进一步帮助学生构建较为完整和系统的化学反应原理知识体系，能够有效提升对化学反应的认识，能够从化学反应的本质多角度分析化学反应,为深入学习化学知识提供了理论指导。

教材第一章以“能量转化”为纲,从实验测定、理论计算、定量表示等方面描述了化学反应的热效应.后两节介绍了电能与化学能相互转化的具体形式-—电解和电池。

对理论知识的学习给以方法的指导，对《化学反应原理》的学习起到引领的作用.2、本节教材简析：学生在必修教材中已了解了原电池的概念。

本节课以单液原电池为模型分析原电池的工作原理、形成条件，并达到对有关“电解质溶液、化学反应的能量变化、氧化还原反应、金属活动性强弱比较”等知识的整和，使学生的认识得到提升。

通过介绍盐桥引出双液原电池。

采用逐步深人的研究手段,实现对学生创新精神的培养。

3、重点、难点重点：原电池的工作原理、形成条件、电极反应式及电池反应方程式的书写难点：原电池的工作原理。

二、三维教学目标1、关于本节内容必修模块与选修模块课标、学习要求的对比分析2、本节内容的三维目标知识与技能：（1）．了解原电池是将化学能转化为电能的装置，能够结合实例说明原电池的工作原理,能判断原电池的正负极。

知道在原电池中,在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应，能写出电极反应式和电池反应方程式。

(2）．通过实验探究,知道形成原电池的基本条件。

(3）．了解科学探究的一般过程，能设计并完成一些基本的化学实验.过程与方法:（1）经历实验探究的过程，并从中获得体会，进一步理解科学探究的意义,提高科学探究的能力。

（2）、通过原电池装置的实验设计, 训练学生的实验设计能力、动手操作能力及认真完成实验、观察现象、分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。

x yC Pta b电 源CuSO溶液KI和淀粉溶液41、山东省枣庄三中高二化学《化学反应与能量转化》教案2、对前两节重点难点巩固提高。

3、总结易错题及一些思路方法。

4、进一步规范书写，规范答题。

【典型习题】一、选择题1．（2010山东）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应的反应速率总是大于吸热反映的反应速率C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）==== 2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H不同2．反应 A+B →C（△H ＜0）分两步进行① A+B→X （△H ＞0）② X→C（△H ＜0）、下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是3．（09安徽）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O Cu2O+H2↑。

下列说法正确的是B.铜电极发生还原反应D.当有0.1mol电子转移，有0.1molCu2O生成。

4、如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。

下列说法中正确的是A．x是正极，y是负极B．x是负极，y是正极。

C．a极和Pt都有气泡产生。

D．CuSO4溶液pH值保持不变，U形管溶液pH值增大。

5、将等物质的量浓度CuSO4的和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液PH随时间t变化走势为：6.使反应Cu + 2H2O = Cu (OH)2+ H2↑发生的是A．用铜片作阴、阳电极，电解氯化铜溶液B ．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钾溶液C ．铜锌合金在潮湿空气发生电化学腐蚀D ．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液7. ．(2012浙江)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A ．在阴极式，发生的电极反应为：2H 2O ＋2e－＝2OH －＋H 2↑ B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H ＋浓度增大，使平衡224CrO -＋2H ＋ 227Cr O -＋H 2O 向右移动C ．该制备过程总反应的化学方程式为：4K 2CrO 4＋4H 2O 通电2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋2H 2↑＋O 2↑D ．测定阳极液中K 和Cr 的含量，若K 与Cr 的物质的量之比为d ，则此时铬酸钾的转化率为1－2d 8. 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，若要恢复到电解前的浓度和pH ，须向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2 。

高二化学第3节：化学能转化为电能－电池知识精讲鲁科版【本讲教育信息】一. 教学内容：第3节：化学能转化为电能－电池教学目的：1. 掌握原电池的工作原理，会写典型原电池反应。

2. 了解不同类型的化学电源的工作原理。

3. 理解金属电化学腐蚀的原理和类型。

4. 掌握金属防护的方法以及金属的电化学防护原理。

二. 重点、难点：原电池的工作原理及金属电化学腐蚀的原理知识分析：（一）原电池的工作原理1. 原电池定义：能把化学能转化为电能的装置叫做原电池。

2. 原电池工作原理：具有还原性的物质在一个电极上失去电子发生氧化反应，失去的电子通过导线流向另一电极，在该电极上具有氧化性的物质接受电子发生还原反应，从而形成电子的定向运动，也就形成了电流。

3. 构成条件：两个物质条件和两个关系条件。

两个物质条件：两个电极和电解质溶液或熔融状态的电解质。

两个关系条件：两电极要直接或间接相连，两电极要同时与同一电解质溶液相接触。

4. 两电极的判断方法5. 电极反应和电池反应电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可用电极反应式来表明。

在原电池中，氧化反应和还原反应是在两个电极上分别进行的，每个电极上只发生一个方向的电子转移，相当于氧化还原反应的一半，常称为半反应。

这种在电极上进行的半反应叫做电极反应。

电极反应总是涉及含有同一元素的不同价态的两种物质，一种处于较高价态，另一种处于较低价态，通常用单箭头表示这种有确定电子流向的电极反应。

以Cu- Zn (H2SO4 ) 原电池为例：负极反应：Zn→ Zn2+ + 2e （氧化反应）正极反应：2H++ 2e → H2↑（还原反应）电池总反应：Zn + H2SO4 ＝ZnSO4 + H2↑（化学方程式）Zn +2H+ ＝Zn2++H2↑（离子方程式）6. 闭合电路：具有还原性的物质失去的电子从原电池的负极出发，通过导线流向原电池的正极，在该电极上具有氧化性的物质获得电子发生还原反应。

与此同时，根据在同一闭合回路中同性电荷运动方向相同而异性电荷运动方向相反的规律，在电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，从而在两部分导体中形成闭合回路，如下图所示。