电化学综合应用学案

“电化学基础与应用”教案课程名称：电化学基础与应用一、课程目标1.理解电化学的基本概念和原理，包括电池反应、电解反应、电化学能转换等。

2.掌握电化学实验技能，包括电极材料的制备、电池性能测试、电化学测量等。

3.能够应用电化学原理解决实际问题，如能源储存与转化、环境保护、材料科学等。

二、课程内容第一章：电化学基础知识1.电化学发展史与基本概念2.电解质溶液的性质与离子导电3.电解与电池反应的基本原理第二章：电极材料与电池反应1.电极材料的性能与选择2.电池反应动力学与反应速率3.电池反应的能量转换效率第三章：电化学能转换与储存1.原电池与电解池的工作原理2.电池能量储存与释放的机制3.燃料电池、太阳能电池、锂离子电池等实例第四章：电化学在环境科学中的应用1.电化学方法在废水处理中的应用2.电化学在空气净化与保护中的作用3.电化学传感器在环境监测中的应用第五章：电化学在材料科学中的应用1.电化学方法制备新材料2.电化学腐蚀与防护技术3.电化学在表面处理与涂层制备中的应用三、教学方法1.理论教学：通过讲解、演示、讨论等方式，使学生理解电化学的基本概念和原理。

2.实验教学：进行电化学实验操作，包括电极材料的制备、电池性能测试、电化学测量等，培养学生的实验技能。

3.问题解决：通过案例分析和实际问题解决，使学生能够应用电化学原理解决实际问题。

4.小组讨论：组织学生进行小组讨论，鼓励学生交流思想和观点，提高其协作能力。

5.网络教学：利用网络平台，提供课程资料、实验指导、在线答疑等资源，方便学生学习和交流。

四、考核方式1.课堂表现：根据学生的出勤情况、课堂参与程度等进行评价。

2.实验报告：根据学生的实验操作和实验报告的撰写质量进行评价。

3.期末考试：进行期末考试，考核学生对电化学基础知识的掌握程度和应用能力。

《电化学原理及应用》学案一．高考考情分析考查热度：原电池和电解池的考查，是高考试题中的热点，尤其是在新型或较复杂装置中对电化学原理的考查考查题型：在第Ⅰ卷以选择题的形式，在第Ⅱ卷会以应用性和综合性题中进行。

考查内容：电极判断、微粒（如离子、电子）移动、电解质（如浓度、PH）的变化、电极反应式的书写、现象判断以及根据守恒关系的计算等等。

考查难度：题型比较新颖，但不偏不怪，难度中等，只要掌握基础知识与能力，可以从容应对。

二．必备知识(1) ; （2） ;(3) ; (4) 3.原电池装置的改进：4.电解池工作原理电解池放电顺序阳极（失电子）：离子交换膜ZnSO4CuSO4溶液阴极（得电子）：①②6.二次电池的特点例如， 1.铅蓄电池三．电化学问题的一般思路1.找电极的方法：①根据反应式、题中信息、反应现象、微粒移动等;②一般先找负极（原电池）、阳极（电解池）;③负极、阳极的判断：失电子，元素化合价升高2.写电极反应式①考虑电解质的PH、状态（水溶液或熔融），是否参与反应②正（或阴）极反应式+负（或阳）极反应式=总反应式③二次电池放电、充电时电极反应式相反3.电化学问题解题策略：①熟悉并理解原电池、电解池的工作原理②注意题中的信息（如电极材料、电解质、总反应式、装置用途等）③分析装置图像，突破口是判断电极（元素变价等）及反应式④阅读题中四个选项，找有效信息，回忆基础模型，快读作答四．高考真题1．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。

电池放电时，下列叙述错误的是（）A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42- +Mn2++2H2O2．（2022·全国乙卷）Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。

电化学原理的实际应用教案一、引言•电化学是研究电和化学之间相互转化关系的学科，涵盖了很多重要的实际应用领域。

•本教案将介绍电化学原理在环境治理、能源储存和电化学分析等方面的实际应用。

二、环境治理中的电化学应用1.电化学污水处理技术–利用电解过程中的电极反应和电解物质间的氧化还原反应，将有机物和无机物转化为易于处理的物质。

–通过电化学污水处理技术，可以高效地去除有毒有害物质，并达到环境排放标准。

2.电化学废气处理技术–利用电化学反应将废气中的有害成分转化为无害的物质或低浓度的有害成分。

–电化学废气处理技术具有高效、节能、无二次污染等优点，被广泛应用于工业废气处理中。

3.电化学腐蚀防护技术–通过电流和阻抗来实现对金属腐蚀的预防和控制。

–电化学腐蚀防护技术广泛应用于海洋工程、船舶、石油、天然气、化工等领域。

三、能源储存中的电化学应用1.钠离子电池–钠离子电池是一种高能量密度和低成本的电池技术，被广泛应用于储能系统和电动车辆中。

–通过电化学反应将钠离子嵌入或脱出电极材料中，实现能量的储存和释放。

2.燃料电池–燃料电池利用氢气和氧气的氧化还原反应产生电能。

–燃料电池具有高效转换率、无污染排放等优点，被广泛应用于交通工具、家庭能源和移动电源等领域。

3.锂离子电池–锂离子电池是一种高能量密度和长循环寿命的电池技术，被广泛应用于移动设备和电动车辆中。

–锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移来实现能量的储存和释放。

四、电化学分析中的电化学应用1.电化学传感器–电化学传感器利用电化学原理来检测和分析目标物质的浓度或性质。

–电化学传感器具有高灵敏度、快速响应和低成本等优点，被广泛应用于环境监测、生物分析和食品安全等领域。

2.电分析技术–电分析技术通过测量电化学反应的电流或电势变化，来分析样品中的化学成分和性质。

–电分析技术广泛应用于药物分析、环境分析和食品质量检测等领域。

3.电化学计量–电化学计量是利用电化学原理进行定量分析的方法。

一、教学目标1. 知识目标：（1）使学生掌握电化学的基本概念、原理和规律；（2）了解电化学在能源、环保、材料等领域中的应用；（3）培养学生运用电化学知识解决实际问题的能力。

2. 能力目标：（1）提高学生的实验操作技能，培养严谨的科学态度；（2）培养学生的观察、分析、归纳和总结能力；（3）提高学生的团队协作和沟通能力。

3. 情感目标：（1）激发学生对电化学的兴趣，培养科学精神；（2）培养学生的创新意识和环保意识；（3）提高学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容1. 电化学基本概念：电解质、非电解质、离子、电极、电解池等；2. 电化学基本原理：电化学平衡、电化学势、电化学方程式等；3. 电化学规律：电化学系列、电化学电池、电解质溶液等；4. 电化学应用：能源、环保、材料等领域。

三、教学方法1. 案例分析法：通过分析电化学在能源、环保、材料等领域的应用案例，使学生了解电化学的实际意义；2. 实验教学法：通过设计实验，让学生亲自动手操作，提高实验技能和观察、分析能力；3. 讨论法：组织学生分组讨论，激发学生的思维，培养团队协作和沟通能力；4. 演示法：通过多媒体演示，直观地展示电化学现象和实验过程。

四、教学过程1. 导入新课：结合生活实例，引入电化学的概念，激发学生的学习兴趣；2. 课堂讲解：讲解电化学基本概念、原理和规律，结合实例进行分析；3. 实验教学：设计实验，让学生亲自动手操作，观察实验现象，分析实验数据；4. 案例分析：分析电化学在能源、环保、材料等领域的应用案例，提高学生的实际应用能力；5. 小组讨论：组织学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通能力；6. 总结归纳：总结本节课的重点内容，引导学生进行自我评价。

五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、发言积极性、实验操作能力等；2. 实验报告：评估学生的实验数据、分析能力、实验报告撰写水平等；3. 课后作业：检查学生对电化学知识的掌握程度，以及运用知识解决实际问题的能力；4. 案例分析报告：评估学生对电化学在能源、环保、材料等领域的应用案例的分析能力。

电化学原理的应用教案一、引言电化学是研究电子和离子在化学反应中的作用的科学领域。

电化学原理的应用极为广泛，涉及到许多重要的领域，如能源存储、化工制品的生产等。

本教案旨在介绍电化学原理的基本概念，并重点讨论其在能源存储领域中的应用。

二、电化学基础知识在介绍电化学应用之前，我们首先需要了解一些电化学的基础知识： - 电解和电离：电解是指将电能转化为化学能的过程，电离则是指物质在水溶液中分离成离子的过程。

- 电解质和非电解质：电解质是指在溶液中或熔融状态下能自发电离成离子的物质，非电解质则是指不能自发电离的物质。

- 电极：电化学反应发生的地方，通常分为阳极和阴极。

- 电势和电动势：电势是指电荷在电场中的势能，电动势则是电源将单位电荷带动到电势高低不同时的能力。

三、电化学原理在能源存储中的应用1. 锂离子电池锂离子电池是目前应用最广泛的电化学能源存储技术之一。

其基本工作原理是锂离子在正负极材料之间发生可逆嵌入和释放反应。

具体应用包括： - 电动汽车：锂离子电池被广泛用于电动汽车的动力系统，其高能量密度和环境友好性使之成为最受欢迎的能源存储技术之一。

- 移动设备：锂离子电池也是移动设备如智能手机、平板电脑等的常用电源，其高容量和长时间的放电特性能够满足用户的需求。

- 太阳能储能系统：锂离子电池还可以被用于储存太阳能，并在夜晚或阴天时供电，提高太阳能利用效率。

2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其基本原理是将燃料和氧气在电极上发生氧化还原反应。

具体应用包括： - 高效发电：燃料电池具有高效能转化率和低污染排放的特点，可用于发电站和家庭供电系统，提供可持续、清洁的能源解决方案。

- 交通工具：燃料电池也可用于驱动汽车、火车等交通工具，其能量密度高、充电时间短，能够满足长距离行驶的需求。

四、实验教学安排为了帮助学生更好地理解电化学原理及其应用，我们可以进行如下实验教学安排： 1. 实验目的：通过测量电池的电势和电流，了解电池原理及其应用。

21．电化学原理的综合应用班级姓名学号考点：1．巩固原电池和电解池的基本原理；2．学会判断原电池和电解池；3．电化学在生活实际的应用知识点一：原电池和电解池的比较【例题1】在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应（）A.原电池的正极和电解池的阳极发生的反应 B.原电池的正极和电解池的阴极发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极发生的反应 D.原电池的负极和电解池的阴极发生的反应【例题2】如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

下列说法正确的是()A.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度B.甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体C.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置D.甲池通入CH3OH的电极反应为:CH3OH－6e－＋2H2O===CO2－3＋8H＋【例题3】滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，能发现附近变成红色的电极是（）A.acB.bdC.adD.bc【知识整理】原电池电解池定义形成条件电极名称电极反应电流流向电子流向能量变化2．原电池和电解池的判断知识点二：电化学综合【例题4】下列有关电化学的示意图中正确的是 ()【例题5】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为 ：下列叙述不正确．．．的是 （ ） A.放电时负极反应为：Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B.充电时阳极反应为：Fe(OH)3 —3e — + 5OH — = FeO 42- + 4H 2OC.放电时每转移3 mol 电子，正极有1mol K 2FeO 4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强【例题6】下图是一种航天器能量储存系统原理示意图，下列说法正确的是 ( )A.该系统中只存在3种形式的能量转化B.装置Y 中负极的电极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －====4OH －C.装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D.装置X 、Y 形成的子系统能实现物质零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化【例题7】LiFePO 4电视具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

专题讲座(六)电化学原理的综合应用电化学知识既是高中化学的核心知识，也是高考化学试题必考知识点。

新型化学电源是高考中每年必考的知识点，随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源成了高考的高频考点。

以新型可逆电池为素材设计试题，对原电池、电解池工作原理、工作中电极周围的变化，电解质溶液的变化，物质数量的变化进行考查，以多池串联方式设计试题，也多次出现在高考试卷中。

一、新型二次化学电源的综合应用1．新型化学电源的充放电关系图2．新型化学电源电极反应式书写(1)“放电”时正极、负极电极反应式的书写①首先分析物质得失电子的情况。

②然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。

③对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。

(2)“充电”时阴极、阳极的判断①首先应搞明白原电池放电时的正、负极。

②再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。

③电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。

(3)新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子―→正极，阴离子―→负极；充电：阳离子―→阴极，阴离子―→阳极；总之：阳离子―→发生还原反应的电极；阴离子―→发生氧化反应的电极。

(2016·福建宁德期末)正、负极都是碳材料的双碳性电池，电池充、放电反应为2n C＋LiA充电C n A＋LiC n，充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiC n和C n A(如图所示)，放电下列说法正确的是()A．a是电池的负极B．放电时，A－向b极移动C．放电时，负极的电极反应是n C－e－＋A－===C n AD．充电时，电解质溶液中的离子浓度保持不变解析：充电时A－吸附在a电极，则充电时a为阳极，所以放电时a是电池的正极，故A错误；放电时阴离子向负极移动，所以A－向b极移动，故B正确；放电时，负极发生LiC n失电子的反应，故C错误；充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiC n和C n A，所以离子浓度减小，故D错误。

课时十电化学知识的综合应用1为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系, 某同学通过改变浓度研究“”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。

实验如下:（1）待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时, 再进行实验Ⅱ, 目的是使实验Ⅰ的反应达到。

（2）ⅲ是ⅱ的对比实验, 目的是排除ⅱ中造成的影响。

（3）ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动, Fe2+向Fe3+转化。

用化学平衡移动原理解释原因:（4）根据氧化还原反应的规律, 该同学推测ⅰ中Fe2+向Fe3+转化的原因：外加使降低,导致I的还原性弱于Fe2+。

用右图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时, 指针向右偏转。

b作极。

②当指针归零（反应达到平衡）后, 向U型管左管中滴加0.01 mol·L-1 AgNO3溶液。

产生的现象证实了其推测。

该现象是。

2研究在海洋中的转移和归宿, 是当今海洋科学研究的前沿领域。

（1）溶于海水的主要以4种无机碳形式存在, 其中占95%。

写出CO2溶于水产生的方程式：。

（2）在海洋碳循环中, 通过右图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式: 。

（4）利用右图所示装置从海水中提取CO2, 有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理: 。

②用该装置产生的物质处理b室排出的海水, 合格后排回大海。

处理至合格的方法是。

3.用石墨电极完成下列电解实验。

稀硫酸A. a、d处: 2H2O+2e-=H2↑+2OH-B. b处: 2Cl--2e-=Cl2↑C. c处发生了反应: Fe-2e-=Fe2+D．根据实验一的原理, 实验二中m处能析出铜4.(13分)用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO－3）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO－3的反应原理如右图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

（2019海淀期末）16.(11分.研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。

专题4 电化学及其应用学案考情解读：1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。

了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。

考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。

对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。

复习时，应注意：（1）．对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。

（2）．电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。

重点知识梳理：一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。

一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断。

原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。

(5)电极增重或减轻。

工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。

(6)有气泡冒出。

电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。

2．原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合介质判断出还原产物和氧化产物。

对于燃料电池，两个电极的材料通常相同，所以从电极材料上很难判断电池的正负极。

电化学原理及应用考点一：原电池1.原电池的基本概念（1）原电池：将化学能转化为电能的装置。

（2）原电池的电极负极：电子流出——活动性较强——发生氧化反应正极：电子流入——活动性较弱——发生还原反应（3）形成原电池的基本条件①能发生氧化还原反应。

②具有活动性不同的两个电极（金属和金属或金属与非金属）。

③形成闭合回路或在溶液中相互接触。

2.原电池的工作原理左边烧杯中锌片上的Zn原子失去电子被氧化为进入溶液，电子通过导线流向铜片；右边烧杯中溶液里的从通篇上得到电子被还原为。

左边烧杯中转化为使溶液正电性增强，右边烧杯中转化为使溶液负电性增强，盐桥中的会移向溶液，会移向溶液，使溶液和溶液保持中性。

上图所示的装置就是一个电荷定向流动的闭合回路，电荷定向流动形成电流。

该装置将、的化学能通过氧化还原反应转换成了电能。

电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型氧化反应还原反应电子流向由负极沿导线流向正极电池反应——化学方程式式——离子方程式注意：（1）一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成环路。

①在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能不与电解质反应；不发生反应的可以看做金属发生吸氧腐蚀。

②闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两个电极接触。

（2）在原电池中，电流的流动方向与电子流动方向相反。

（3）原电池的判定：一看有无外接电源，若有外接电源则为电解池，若无外接电源则可能为原电池；二看电极是否用导线相连并与电解质溶液形成闭合回路；三看电极与电解质溶液是否能发生自发的氧化还原反应。

3.原电池的表示考点二：常见的化学电池普通锌锰电池碱性锌锰电池装置电极反应负极：正极：总反应：负极：正极：总反应：特点优点：制作简单，价格便宜缺点：新电池会发生自动放电，使存放时间缩短，放点后电压下降较快优点：克服了普通锌锰电池的缺点，单位质量所输出的电能多且存储时间长，适用于大电流和连续放点2.银锌电池负极：正极：总反应：3.铅蓄电池（可充电电池）（1）放电时的电极反应负极：（氧化反应）正极：═（还原反应）总反应：（2）充电时的电极反应阴极：（还原反应）阳极：（氧化反应）总反应：注意：（1）充电电池是即能将化学能转化为电能（放电）又能将电能转化为化学能（充电）的一类特殊电池，充电、放点不能理解为可逆反应。