三维设计化学选修4 原电池

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)课题：第四章电化学基础第一节原电池课题：第二节化学电源第三节电解池(一)课题：第三节电解池(二)课题：第四节金属的电化学腐蚀与防护[阅读]回答什么是金属腐蚀？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。

[讲]金属腐蚀后在外形、色泽及机械性能等方面都有一定的变化。

而金属腐蚀的本质就是金属失去电子形成阳离子的过程［讲］金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[思考与交流]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。

绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？2、电化学腐蚀[讲]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。

[分析]形成原电池的原因。

[板书][投影]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：见选修1[讲] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。

[投影]分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应Fe –2e－ === Fe2+2Fe –4e －=== 2 Fe2+正极反应2H2O + 2e－ === H2↑+2OH－2H2O + O2 + 4e－ == 4OH-总反应Fe + 2H2O == F e(O H)2+ H2↑2Fe+2H2O+O2== 2F e(O H)24F e(O H)2+2H2O+O2===4F e(O H)3Fe2O3.xH2O4F e(O H)2+2H2O+ O2 = 4F e(O H)3Fe2O3.xH2O。

人教高中化学选修四第四章第一节公开课原电池教学设计一、三维目的1知识与技艺：⑴经过解剖原电池使先生了解原电池组成，正确判别原电池的两极。

⑵构成原电池概念，探求构成原电池的条件，了解原电池的原理。

2进程与方法：⑴阅历原电池设计和原理探求进程，进一步了解探求的意义，学习迷信探求的基本方法，提高迷信探求的才干。

⑵能对自己探求原电池概念和构成条件的学习进程停止方案、反思、评价和调控，提高自主学习化学的才干。

3情感目的：⑴开展学习化学的兴味，乐于探求化学能转化成电能的微妙，体验迷信探求的艰辛和喜悦，感受化学世界的巧妙与谐和。

⑵经过对分组实验及对现象的剖析和讨论，培育先生的团队协作肉体。

培育先生关注自然、社会和生活现象的热情。

二、教学重、难点重点：原电池的构成条件原电池原理难点：原电池原理及电极反响式的书写三、教学进程引言：同窗们你们听说过一位叫伏打的迷信家吗？是他发明了人类历史上第一个电池——伏打电池，就连叱咤风云的拿破伦都曾三次倾听他的演讲。

这一发明惹起了物理学和化学范围的一场深入的革命，这一节就让我们沿着巨人的足迹探寻原电池的微妙吧！板书：第二节原电池大家看一个演示实验：用电流计测电池的电流〔电池的正极接电流计的正极〕请同窗们观察电源的正负极和电流指针偏转方向的关系，复杂的电路图如下图------此时教员在黑板的右上角画出电路图。

教员引导：指针偏转---电流发生---发生电能------化学能转化为电能----原电池1．概念：将化学能转变为电能的装置叫原电池。

干电池是应用原电池原理制成的最常用的电池，它的组成如何？我们从组成入手停止探求。

探求一解剖干电池〔先生活动三分钟左右，教员巡视〕解剖完后请你说出干电池的组成〔进一步提示黑色物质是二氧化锰和碳的混合物〕播放原电池的组成：碳棒〔正极〕，锌筒〔负极〕，二氧化锰，氯化铵〔稀释的电解质溶液〕。

问：电解质溶液能导电吗？非电解质呢？请依据干电池的组成并模拟迷信家的发明进程，应用桌面的仪器和药品设计组装原电池并探求构成条件。

高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。

原电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。

二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。

半电池分为阳极和阴极，电解质则负责传递离子。

当阳极和阴极通过电解质相连时，化学反应会导致电子在电路中流动，产生电流。

三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池，它使用固态或半固态的电解质。

干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点，广泛应用于电子设备、玩具等领域。

2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。

它使用可燃性物质（如氢气、甲醇等）作为燃料，通过与氧气发生反应产生电能。

燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点，在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。

四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备，如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。

干电池由于便携性好且寿命较长，成为这些设备的常用电源。

2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置，被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。

燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点，有望成为未来交通工具的主流。

五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置，在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。

通过学习本课，我们了解了原电池的构成和工作原理，以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。

希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中，进一步加深对原电池的理解。

谢谢！。

[电化学基础](满分100分时间90分钟)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()2．下列有关电池的说法不．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3．铜—锌—稀硫酸组成的原电池，放电一段时间后，溶液的pH将() A．不变B．升高C．降低D．无法确定4．为防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D．在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极5．下列说法正确的是()A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D．生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀6．[双选题]根据下图，下列判断中正确的是()A．烧杯a中的溶液pH升高B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl27．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋8．如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH 溶液为电解液，下列有关说法中正确的是()向日面时背日面时A．该能量转化系统工作时，需不断补充H2OB．该转化系统的能量本质上来源于太阳能C．水电解系统中的阴极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．燃料电池放电时的负极反应：H2－2e－===2H＋9．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。

1 第一节 原电池
一览众山小
三维目标
1.了解由盐桥连接的原电池的结构和机理，分析比较该电池与ZnCuH 2SO 4原电池的不同，理解持续、稳定的电流产生的意义，
体会这一重大改进在把原电池原理应用于化学电源的实
2.
了解一次电池、二次电池和燃料电池的基本构造和反应原理。

了解能量转化的过程，
3.根据氧化还原反应规律，了解原电池的设计原理和电极、电解质溶液的选择规律。

理解把原电池原理应用于生产实践的过程和差距，体会科学技术与实际应用间的区别。

培养科学研究的兴趣。

学法指导
学习本节要充分利用原电池实验，利用对实验现象的观察，分析原电池的原理。

分析电流产生的本质是氧化还原反应中电子的转移（得失）。

原电池的实质是把直接发生的氧化还原反应中无序的电子转移转化成为有序的电子定向移动（电流）
，在这一过程中，实现了化
要牢牢把握“还原剂作负极，氧化剂作正极”这一规律，来判断原电池的正、负极和书写电极反应、电池反应。

并且密切观察生活、生产中各种电池的构成，
利用本节的基本原理，
自己动手，做一些简单的原电池实验。

如水果电池中的电流、
两不同活泼性的金属插入。

【三维设计】2021高中化学第四章第二节化学电源随堂基础巩固新人教版选修4[随堂基础巩固]1．以下有关化学电池的说法中正确的选项是( )A．化学电池只能将化学能转化为电能B．燃料电池能将全数化学能转化为电能C．锌银电池比能量大，电压稳固，贮存时刻长D．一次电池包括干电池和蓄电池解析：蓄电池不但能够将化学能转化为电能(放电)，也能够将电能转化为化学能(充电)；燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换。

蓄电池可重复利用，属于二次电池。

答案：C2．银锌电池普遍用作各类电子仪器的电源，它的充电和放电进程可表示为：2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O，在此电池放电时，负极上发生反映的物质是( )A．Ag B．Zn(OH)2C．Ag2O D．Zn解析：电池放电时发生原电池原理，其负极发生氧化反映，元素的化合价升高，即负极材料为Zn。

答案：D3．(2020·海南高考)一种充电电池放电时的电极反映为H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反映是( )A．H2O的还原B．NiO(OH)的还原C．H2的氧化D．Ni(OH)2的氧化解析：放电时为原电池反映，负极上失去电子，正极上取得电子；充电时为电解反映，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反映式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反映，D正确。

答案：D4．判定正误(正确打“√”号，错误打“×”号)。

(1)化学电源是把电能转化为化学能的装置。

( )(2)干电池中碳棒为正极。

( )(3)铅蓄电池属于二次电池。

( )(4)氢氧燃料电池工作时，发出淡蓝色火焰。

( )(5)废旧电池应集中回收，并填埋处置。

( )答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×5．(1)依照氧化还原反映2H2＋O2===2H2O，设计成燃料电池，负极通的气体应是________，正极通的气体应是________。

课时跟踪检测（五）原电池的工作原理、化学电源1．一个原电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该电池材料及电解质溶液可能是()解析：选C原电池总反应为Zn＋Cu＋===Zn＋＋Cu，可得出其负极反应：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)，正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)，因此负极材料只能是Zn。

正极为Cu2＋得电子还原成铜，电解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比Zn弱的Cu、Fe(或C、Pt)等。

2．下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是()解析：选B A项和C项装置中无外接电源，则构成原电池，铜电极均作正极，发生的电极反应均为2H＋＋2e－===H2↑，均放出H2。

B项装置是电解池，铜电极作阳极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，铜电极上无气体生成。

D项装置是电解池，铜电极作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，有H2放出。

3．目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是()解析：选C A中通空气的一极为正极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－。

B中通O2的一极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

C中通空气的一极为正极，电极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O。

D中通CO2和O2的一极为正极，电极反应式为2CO2＋O2＋4e－===2CO2－3。

4．(2016·全国卷Ⅱ)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是() A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑解析：选B Mg-AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。

在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。

第四章电化学基础章前概述本教科书的第一章着重研究了化学反应与热能的关系，本章着重研究化学反应与电能的关系，二者都属于热力学研究的范畴。

电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。

因此本章知识有利于学生们了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学知识在生产、生活和科学研究中的作用。

同时，本章还设计了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。

本章包括原电池、化学电源、电解池、金属的电化学腐蚀与防护四部分内容。

学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理。

在本章第一节中将学习带有盐桥的较复杂的原电池，进一步认识原电池的构成和反应原理，了解设计原电池、选用正、负电极的原则。

化学电源学生在必修化学2中对于化学电池的原理和应用，已有了初步的了解，本章在电池选用的标准，以及在一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理方面，均有所拓宽和加深。

电解池教科书以CuCl2溶液的电解为例，介绍了电解的原理。

由于课程标准不要求介绍电极电势、分解电压等概念，因此这里只是简单地说明电解的产物，而不能定量地分析电解过程中什么离子能参与放电。

在电解原理的应用中，教科书简单地介绍了电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气，电镀，铜的电解精炼以及电冶金制取活泼金属的知识，目的是拓宽学生的知识面，开拓他们的科学技术视野。

关于金属的电化学腐蚀与防护，教科书阐述了金属腐蚀造成的严重危害，指出金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。

这里着重讨论了电化学腐蚀的机制，阐述了析氢腐蚀和吸氧腐蚀的反应原理，指出金属电化学腐蚀的本质是金属表面形成了微型原电池，使金属失去电子而被氧化。

同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发明了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

三维设计化学选修4原电池
原电池是指存储电能或发电的可充电电池，它是流行的电源形式之一，非常适合用来给各种设备、工具和电子设备提供电源。

这种可充电电池有
很多种，包括铅酸电池、碱性电池、镍氢电池、锂电池等等，它们的主要
特点是，比普通电池具有更好的耐用性和更高的电量储能量，可以反复充
放电使用可以重复使用，可以用于长时间的使用。

铅酸电池是最常用的原电池，结构上它由正极、负极和电解质构成，
正极一般是由含铅的氧化物构成，而负极则是由可吸收电解质中析出的多
种金属离子构成，电解质则由盐酸、硫酸以及氯化钾等物质混合而成。

当
电池连接外部电源的时候，正极会放电，负极会吸收电，从而完成充电和
放电的过程。

碱性电池是一种交替的可充电电池，结构相似于铅酸电池，正极是由
氢氧化钾构成，而负极则是由碳素和一些金属离子构成，它们会随着充电
而改变结构，可以重复使用，但因为它的内部温度会升高，所以它的容量
要比铅酸电池低一些。

镍氢电池是一种新型的可充电电池，结构上，它由正极、负极、电解
质和阻抗物构成，由于它的电解质中含有镍，因此又称镍氢电池。