原电池及化学电源教案

原电池

1、进一步了解原电池的工作原理；

2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。

要点一、原电池

1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。

2、原电池的构成条件

①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。

负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。

正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。

②电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。

③导线将两电极连接，形成闭合回路。

④有能自发进行的氧化还原反应。

要点诠释：a．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图：

b．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图：

要点二、原电池工作原理的实验探究

1、实验设计

①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。

②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。

要点诠释：盐桥的作用及优点

a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。

b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。

c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。

电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况

(Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色

物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、

热能

(Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质

析出，铜片质量增加

溶液温度不变化学能转化为电能

①对于图甲装置

Zn片：Zn－2e－＝Zn2+

Cu片：Cu2++2e－＝Cu

同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。

②对于图乙所示原电池

锌片：负极，Zn－2e－＝Zn2+(氧化反应)

铜片：正极，Cu2++2e－＝Cu(还原反应)

总化学方程式：Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+

4、实验原理分析：(如图所示)

【典型例题】

类型一：原电池原理及简单应用

例1 有关原电池的下列说法中正确的是( )

A．在外电路中电子由正极流向负极

B．在原电池中，只有金属锌作负极

C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动

D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动

【答案】C

【解析】在原电池中，电子从负极流向正极，A错误；原电池中是活泼金属作负极，而不一定是锌；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。

举一反三：

【变式1】下列变化中属于原电池反应的是( )

A．在空气中金属铝表面迅速氧化成保护层

B．镀锌铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化

C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色的保护层

D．锌与稀硫酸反应时，加入少量的CuSO4溶液可使反应加快

【答案】BD

例2 如图所示的原电池装置中，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，则对此装置的下列说法正确的是( )

A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y

B．若两电极分别为Zn棒和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn棒

C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X＞Y

D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

【答案】C

【解析】由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以，A、B、D错误，C正确。

举一反三：

【变式1】X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活泼性顺序是( )

A．X＞Z＞W＞Y B．Z＞X＞Y＞W C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X

【答案】A

【解析】在原电池中，活泼金属作为电池的负极，失去电子，发生氧化反应；不活泼的金属作为电池的正极，得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向)。因此，X、Y相连时，X为负极，则活泼性X＞Y；Z、W相连时，电流方向是W→Z，则活泼性Z ＞W；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活泼性X＞Z；W、Y相连时，W极发生氧化反应，则活泼性W ＞Y。综上所述，可以得出金属的活泼性顺序是X＞Z＞W＞Y。

要点三、原电池中电荷移动方向

在原电池构成的闭合电路中，有电荷的流动；从电路的构成方面来说，有外电路上电荷的流动和内电路上电荷的流动；从电荷的类型方面来说，有电子的流动和阴、阳离子的流动，其中的具体情况见图。

要点四、原电池的电极判断

要点诠释：活泼金属在原电池中不一定作负极。

如Mg—Al—NaOH溶液原电池，活泼性Mg＞Al，但此原电池中Al作负极，Mg作正极。负极反应：Al+4OH －－3e－＝AlO2－+2H2O，正极反应：2H++2e－＝H2↑，总反应：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。判断一个原电池中的正负极，最根本的方法是：失e－的一极是负极；得e－的一极为正极。

要点五、原电池电极反应式的书写

1、题目给定图示装置

2、题目给定总反应式

①分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正负电极的反应物与产物。

②在电极反应式的左边写出得失电子数，并使左右两边电荷守恒。

③根据质量守恒定律配平电极反应式。

3、几个注意点

①负极材料若不与电解质溶液发生反应，则负极失电子，空气中的O2得电子发生还原反应。

②电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求，如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。

③注意电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应，则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式，例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池，负极反应为Fe+2OH －－2e－＝Fe(OH)2。

【典型例题】

类型二：电极反应式、电池反应式的书写

例4 依据氧化还原反应：2Ag+ (aq)+Cu (s)＝Cu2+ (aq)+2Ag (s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：

(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；

(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为________；X电极上发生的电极反应为________；

(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。

【答案】(1)Cu AgNO3溶液(2)正Ag++e－＝Ag Cu－2e－＝Cu2+(3)X Ag

【解析】由氧化还原反应：2Ag+ (aq)+Cu (s)＝Cu2+ (aq)+2Ag (s)可知，可以选用Cu (s)—Ag (s)—AgNO3 (aq)构成简易的原电池，因此上图中电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是AgNO3溶液，正极为Ag，正极上发生的反应为Ag++e－＝Ag，负极为Cu，负极上发生的反应为Cu－2e－＝Cu2+，在外电路电子由负极流向正极，即从X 电极流向Ag电极。

要点六、原电池原理在化学中的应用

1、设计原电池

从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。

关键：

电解质溶液：一般能与负极反应。或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。

电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属作正极。

设计思路实例

以自发的氧化还原反应为基础2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2

把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应氧化反应(负极)：Cu－2e－＝Cu2+；还原反应(正极)：2Fe3++2e－＝2Fe2+

以两极反应原理为依据，确定电极材料及电解质溶液负极材料：Cu；

正极材料：石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属；电解质溶液：FeCl3溶液

画出示意图

2、原电池工作原理的其他应用

①制造种类电池

②金属的腐蚀与防护

③判断金属的活泼性

④加快反应的速率

构成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制取H2时，用粗锌与稀H2SO4反应比用纯锌时的速率快。

【典型例题】

类型三：原电池的设计

例 3 利用反应Zn+2Fe3+＝Zn2++2Fe2+设计一个原电池，在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为________，电极反应式为________；负极为________，电极反应式为________。

【答案】Pt 2Fe3++2e－＝2Fe2+Zn Zn－2e－＝Zn2+实验装置图如下：

或

【解析】根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是，首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Zn－2e－＝Zn2+，2Fe3++2e－＝2Fe2+；然后再结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用Zn作材料，正极要保证Fe3+得到负极失去的电子，可选用Pt或碳棒等，电解质溶液只能选用含Fe3+的电解质溶液，如FeCl3溶液等。

举一反三：

【变式1】如图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c

为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的( )

A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4

B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4

c．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液

D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液

【答案】D

【解析】原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得

电子是正极，电解质溶液中含有相同的金属离子。

知识点七、化学电池

1、定义

化学电池是将化学能转变成电能的装置。

2、分类

3、化学电池的优点

①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。

②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。

③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。

4、判断电池优劣的主要标准

①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/k或(W·h)/L。

②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或W/L。

③电池的可储存时间的长短。

知识点八、常见的化学电池

电池负极反应正极反应总反应式一

次

电

池

普通干电池

(Zn、MnO2、NH4Cl、C)

Zn－2e－＝Zn2+2MnO2+2NH4++2e－

＝2NH3+Mn2O3+H2O

2MnO2+2NH4++Zn＝

2NH3+Mn2O3+H2O+Zn2+碱性锌锰电池

(Zn、KOH、MnO2)

Zn+2OH－－2e－

＝Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e－

＝2MnOOH+2OH－

Zn+2MnO2+2H2O＝

2MnOOH+Zn(OH)2锌银电池

(Zn、KOH、Ag2O)

Zn+2OH－－2e－

＝Zn(OH)2

Ag2O+H2O+2e－

＝2Ag+2OH－

Zn+Ag2O+H2O＝

Zn(OH)2+2Ag 二

次

电

池

铅蓄电池

(Pb、H2SO4、PbO2)

Pb+SO42－－2e－

＝PbSO4

PbO2+4H++SO42－+2e

－＝PbSO4+2H2O

Pb+PbO2+2H2SO4

放电

充电

2PbSO4+2H2O

氢镍电池

[H2、OH－、NiO(OH)]

H2+2OH－－2e－

＝2H2O

2NiO(OH)+2H2O+2e

－＝2Ni(OH)2+2OH－

2NiO(OH)+H2放电

充电

2Ni(OH)2燃

料

电

池

氢氧燃料电池

(H2、H+、O2)

2H2－4e－＝4H+O2+4H++4e－

＝2H2O

2H2+O2＝2H2O

氢氧燃料电池

(H2、Na2SO4、O2)

2H2－4e－＝4H+O2+2H2O+4e－

＝4OH－

2H2+O2＝2H2O

氢氧燃料电池

(H2、OH－、O2)

2H2+4OH－－4e－

＝4H2O

O2+2H2O+4e－

＝4OH－

2H2+O2＝2H2O

知识点九、各种化学电池的特点

名称一次电池(干电池) 二次电池(充电电池或蓄电池) 燃料电池

定义发生氧化还原反应的

物质消耗到一定程度，

就不能再使用放电后可以再充电使发生氧化

还原反应的物质获得再生

一种连续地将燃料和氧化剂的化学能

直接转换成电能的化学电池

特点电解质溶液制成胶状，

不流动可以多次重复使用工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供

给，在电极上不断地进行反应，生成物

不断地被排除，于是电池就连续不断地

提供电能

举例普通的锌锰电池、碱性

锌锰电池铅蓄电池、氢镍电池、镉镍电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH

燃料电池

【典型例题】

类型四：常见的化学电源

例1 下列说法中正确的是( )

A．碱性锌锰电池是二次电池

B．铅蓄电池是一次电池

C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生

D．燃料电池的活性物质储存在电池内

【答案】C

【解析】碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不断输入电池。

例2 普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+ 2NH3+H2O。此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )

A．MnO2和NH4+B．Zn2+和NH4+C．Zn D．碳棒

【答案】A

【解析】在电池的正极上发生的是得e－的还原反应，是总反应中氧化剂发生反应的电极。由普通锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与NH4+发生的反应为正极反应。

举一反三：

【变式1】生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO4+2H2O充电

放电

PbO2+Pb+2H2SO4

下列对铅蓄电池的说法中错误的是( )

A．需要定期补充硫酸

B．工作时Pb是负极，PbO2是正极

C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－+SO42－＝PbSO4

D．工作时电解质溶液的密度减小

【答案】A

【解析】铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2+，而Pb2+又与溶液中的SO42－生成PbSO4沉淀；放电时消耗硫酸的量与充电时生成硫酸的量相等，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。

例3（2014 天津高考）锂离子电池的总反应为：Li x C+Li1﹣x CoO2 C+LiCoO2；

锂硫电池的总反应为：2Li+S Li2S。有关上述两种电池说法正确的是（）

A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移

B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C．理论上两种电池的比能量相同

D．图中表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【思路点拨】电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程，即放电是原电池、充电是电解的过程，解决该类题目时，先分清原电池放电时的正、负极，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。

【答案】B

【解析】A、原电池中阳离子向正极移动，则锂离子电池放电时，Li+向正极迁移，故A错误；

B、锂硫电池充电时，锂电极与外接电源的负极相连，锂电极上Li+得电子发生还原反应，故B正确；

C、比能量是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，锂硫电池放电时负极为Li，锂离子电池放电时负极为Li x C，两种电池的负极材料不同，所以比能量不同，故C错误；

D、用锂离子电池给锂硫电池充电时，Li为阴极，应与负极C相连，S为阳极应与正极LiCoO2相连，故D 错误；

故选B。

【总结升华】原电池中应注意的3个“方向”：

(1)外电路中电子移动方向：负极→正极，电流方向：正极→负极；

(2)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极；

(3)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K+→正极，Cl-→负极。

知识点十、化学电池电极反应式的书写

1、根据装置书写电极反应式

①先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子得失的数目。

②电极反应式的书写

a．负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb+SO42－－2e－＝PbSO4。

b．正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：

电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e－＝4OH－

电解质溶液是酸性；O2+4H++4e－＝2H2O

③正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。

2、给出总反应式，写电极反应式

如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。以2H2+O2＝2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。

①根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应为：2H2－4e－＝4H+。

②根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式为：2H2+4OH－－4e－＝4H2O。

③用总反应式2H2+O2＝2H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e－＝4OH－。

3、可充电电池电极反应式的书写

在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。

①原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；

②原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。

要点诠释：书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸、碱还是熔融盐。在酸性电解质溶液中电极反应式中不能出现OH－，碱性电解质溶液中电极反应式中不要出现H+，同时还要分清燃料是H+还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C2H5OH……)，但无论是哪一种燃料在碱性条件下正极反应式都是一样的，即O2+4e－+2H2O ＝4OH－。如果是含碳燃料，负极反应式的书写同CH4作负极时的书写方法相同，只是需要配上不同的化学计量数。一般来说，燃料电池的总反应式与燃料燃烧的反应方程式相同，因此可以通过将两极加和的方法，判断各极反应方程式的书写是否正确。

【典型例题】

类型五：电极方程式的书写

例 4 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被还原，并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为

CoO2+LiC6。则下列说法正确的是( )

LiCoO2+C6充电

放电

A．放电时，电池的正极反应为LiC6－e－＝Li++C6

B．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e－＝LiCoO2

C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

【答案】B

【解析】A项，放电时，电池的正极得e－，发生还原反应，A项错误；B项，放电时发生原电池反应，电池正极反应为还原反应，B项正确；C项，含活泼氢的有机物作电解质，易得电子；D项，锂的相对原子质量小，其密度小，所以锂离子电池的比能量高。故选B。

举一反三：

【变式1】某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是

A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应

B．放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e－=Li2Mn2O4

C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应

D．充电时，阳极反应为：Li++e-=Li

【答案】B

【变式2】（2015 武汉模拟）可以将反应Zn+Br2====ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：

①Br2+2e-====2Br-，②2Br--2e-====Br2，③Zn-2e-====Zn2+，④Zn2++2e-====Zn，其中表示放电时负极和正极反应的分别是（）

A．②和③ B．②和①

C．③和①D．④和①

【答案】C

【解析】放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为Br2，得电子被还原。

知识点十一、新型电池

1、菠菜电池

科学家参照光合作用原理，利用生物技术手段发明了一种新型菠菜电池。科学家们首先从菠菜的叶绿体中分离出多种蛋白质，并将这些蛋白质分子与一种肽分子混合，这种肽分子能在蛋白质分子外形成保护层，为其创造类似植物叶片内的生存环境。之后，科学家又将提取出的蛋白质分子铺在一层金质薄膜上，而后在其最上方再加一层有机导电材料，做成一个类似“三明治”的装置。当光照射到这个“三明治”上时，装置内会发生光合作用，最终产生电流。

2、水充电池

水充电池的发明使水直接转化为电能成为现实。当水流动时，因摩擦而充满带正、负电荷的物质，与固体相互吸引，这样就会产生一个很薄的带静电荷的水流层，也叫双电荷层或者电偶层，如果将这两种电荷分开，就能使其像我们日常生活中使用的电池那样提供电能。这种“水充电池”无污染、无毒并且易于携带，预计在不久的将来，这种电池就可以投入商用了。

3、生物热电池

生物热电池是一块植有数千个微型热电发生器的芯片。它利用“热电偶效应”发电，即将两种不同的材料连接起来组成一个闭合回路，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。该装置用碲化铋半导体材料制造，其中掺入了杂质，使得一端富有多余的电子，另一端则因为缺少了电子而带正电，这样的制造方法使热电偶的发电能力比同等规模的金属装置更强。“生物热电池”能够持续工作约30年，这就可以减少更换电池的次数。

4、汽油电池

设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通人空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了YO3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。

5、溶氧生物电池

用作人体心脏起搏器的电池规格与通常的电池有很大的不同。要求是一次电池，输出功率只需几个毫瓦，但必须连续工作若干年，其间不需要维持保养，例如Zn2+/Zn和H+/O2、Pt构成的“生物电池”。因人体体液中含有一定量的溶解氧，若该“生物电池”在低功率下工作，人体就会易于适应Zn2+的增加和H+的迁出。

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三电化学基础 第一节原电池 一、基本说明 1、教学内容所属模块：高中化学选修模块4-化学反应原理 2、年级：高二 3、所用教材出版单位：人民教育出版社 4、所属的章节：第四章第一节（第一课时） 5、教学时间：40分钟 二、教学设计 1、教学目标： 知识和技能： 1、.使学生了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。 2、.初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。 情感、态度与价值观： （1）通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。 （2）激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。 （3）体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 2.内容分析： （1）地位和功能 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，二者都属于热力学的范畴。而本节则着重研究原电池，即一种将化学能转化为电能的装置，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。因此，有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学在生产、生活和科学研究中的作用。同时，本节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。 教学重点： （2）内容结构 原电池是学生在必修化学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的基础上，在这里将进一步原电池的构成和原理，了解设计原电池、选用正、负极的原则。 （3）教学难点： 原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定。 3、设计思路： （1）紧密联系前面学过的原电池的知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意原电池原理的理解与应用。 （2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。努力体现以学生为主体的教学思想。转变学生的学习方式，培养学生的自主学习能力和科学探究能力。 （3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。三、教学过程

化学电源教案

化学电源 一、促进观念建构的教学分析 1.教材及课标相关内容分析 前一节已经学习了电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。 2.学生分析： 前的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。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。 3.我的思考： 通过视频、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。 二、体现观念建构的教学目标 1.知识与技能： 了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判断电池的优劣。 2.过程与方法： 本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，让学生在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。 3.情感态度价值观： 认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。 三、教学重、难点及处理策略 一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。本节课主要通过学生参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频展示、课堂讨论交流以及联系前面所学知识，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让学生主动对化学电池的反应原理进行建构。 四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图 教师活动学生活动

高中化学原电池和电解池全面总结版

原电池和电解池 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形 成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫 做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧 化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变 为化学能的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源；②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类 型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应） 电子流 向 负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方 向 正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转 化 化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）； ③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 化学腐蚀电化腐蚀

3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较

溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： 总反应方程式 电解质溶液阳极反应式阴极反应式 溶液酸碱性变化 （条件：电解） CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2↑—— HCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性减弱 Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，酸性增强NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，碱性增强 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑ H+放电，碱性增强 +2NaOH 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2 OHˉ放电,酸性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2+ +2e-= Cu ↑+2H2SO4 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2．金属的防护

高中化学有关原电池知识点的总结

高中化学有关原电池知识点的总结 一、构成原电池的条件构成原电池的条件有： （1）电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中； （3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。说明： ①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。 二、原电池正负极的判断（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。 （2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，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化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化

反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 （5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。 （6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。 （7）根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 三、电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu－2e－＝Cu2＋正极：NO3－ 4H＋ 2e－＝2H2O 2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，

化学人教版高中必修2《原电池》说课稿

《原电池》说课稿 教材分析与学生分析 一、教材的地位和作用本节内容是现行高中化学试验修订本第二册第四章第四节的内容，本节课融合了氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液等知识，并彼此结合、渗透；在学习过程中还涉及到物理中电学的相关知识，体现了学科内、学科间的综合；同时为学生了解各类化学电源及金属的腐蚀和防护奠定了理论基础，也是培养学生创造性思维的很好教材。 二、学生状况分析与对策学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识；在能力上，学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力，喜欢通过实验探究化学反应的实质，由实验现象推测反应原理，并对其进行归纳总结。 教学目标教学目标及确立依据 教学目标是学习活动的指南和学习评价的依据。教学大纲对原电池的原理作了C级要求，结合学生实际情况，确立本节教学目标如下：知识、技能：使学生理解原电池原理，掌握原电池的组成条件，了解原电池的用途；能力、方法：进一步培养学生利用实验发现问题、探究问题、解决问题的能力；情感、态度：通过探究学习，培养学生勇于探索的科学态度，渗透对立统一的辩证唯物主义观点。 教材处理 一、重点、难点及确立依据依据教学大纲和考试说明的要求，结合学生的认知水平等确定本节课的重点为原电池的原理和组成条件，其中原电池的原理也是本节的难点。二、教学内容的组织与安排为了便于教和学，我把演示实验改为学生实验，采用实验“铺垫”创设问题情境，把以往“照方抓药”式的验证性实验变为探索性实验。在实验中留有“空白”、“开发区”，如在实验中要想验证是否有电流产生等问题，让学生自行设计实验，可用电流表、小闹钟、音乐卡等让学生亲自动手操作，领略创新成功的喜悦。同时除实验外，还采用多媒体动画展示肉眼看不见的电子运动情况，这样可降低教学难度，增强教学的直观性。 教法与学法 一、教法——探究法美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛中讲过：“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力，就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”为了激发学生的好奇心和求知欲，在教学过程中不断创设疑问情境，逐步引导学生去分析、去主动探究原电池的原理及组成条件，重视学生亲身体验知识形成和发展的过程。二、学法——实验探索法化学是一门以实验为基础的科学，有人曾恰当地用这么几句话概括了化学实验的重要性：“我听见因而我忘记，我看见因而我记得，我亲手做因而我理解。”学生学习任何知识的最佳途径是由自己去探索发现，因此，在课堂内增大学生的活动量和参与意识，每两人一套

化学电源 优秀教案

化学电源 一、考点、热点回顾 1.了解电池的一般分类, 2.了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用 3.掌握几种典型化学电池的电极反应 重点：掌握几种典型电池的用途和特点。 难点：掌握几种典型化学电池的电极反应。 二、典型例题 【知识网络】 常见化学电源的原理及电极反应式的书写 1．一次电池(以碱性锌锰电池为例) 总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 2．二次电池 (1)铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 充电

(2)二次电池充电时的电极连接 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。 O2发生正极反应。 ②书写电极反应时，注意介质的参与反应。 【知识要点】 几种常见的电池（化学电源） 1、一次电池（干电池）放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。碱性锌锰电池构成：负极是锌，正极是MnO2，电解质是KOH 负极：Zn+2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极：2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 2、二次电池 ①铅蓄电池 放电电极反应： 负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)；

正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l) 总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电电极反应： 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)； 阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq) 总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) (aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l) 总反应方程式：Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4 ②镍一镉碱性蓄电池 负极：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2； 正极：2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－ 总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H2 O2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 3、燃料电池

高中化学 原电池原理

原电池原理 一．原电池 1.能量转化：原电池是__________________________________________________的装置。 2.原电池构成条件：（1）金属活泼性不同的两个电极 （2）电解质溶液 （3）电极、电解质溶液构成闭合回路 3.结构：内电路——电解质溶液、电极 导电微粒：自由移动离子（阳离子往正极移动，阴离子往负极移动） 外电路——电极（与导线） 导电微粒：自由移动电子（电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极）电极：根据活泼性的不同，分为负极（金属活泼性强） 正极（金属活泼性弱）。 正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流____（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。 负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_____（填“出”或“入”）的一极，电极被________（填“氧化”或“还原”），电极发生________（填“氧化”或“还原”反应）。 4.反应特点：自发的氧化还原反应 5.工作原理：负极失电子经导线流向正极形成电流，内电路自由移动的离子定向运动传递电荷 【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是（） Ａ．原电池能将化学能转变为电能 Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应 Ｃ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 Ｄ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 【练习题1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强， b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（） A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子流从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应 【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反 应为：Zn + 2OH––2e–＝ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–＝2Ag + 2OH– 据此判断氧化银是（） Ａ．负极，并被氧化Ｂ．正极，并被还原

高中化学 第四章 电化学基础 第一节 原电池教案(2) 新人教版选修4

第一节原电池 【引入】故事：1、意大利解剖学家和医学教授伽伐尼的发现。 2、伏打电池的发明。 伏打电池的出现，在化学发展史和人类历史上均具有里程碑式的意义。 现在，我们的生活中已离不开各种电池。比如“嫦娥一号”使用的高能电池，手机使用的锂电池。但其原理跟伏打电池是一样的。今天，让我们一起研究一下这个原理。 【板书】第四节原电池原理及其应用 【老师强调】本节课是一节以实验探究为主的新课，请大家认真阅读实验注意事项。 【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验： 1、将锌片插入稀硫酸中： 2、将铜片插入稀硫酸中： 3、将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中： 【学生活动】实验并观察现象 【学生回答】 1、锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气。 2、铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应。 3、铜片上有气泡。 【设疑】铜片上的气体是哪里来的？ 【学生活动】引导学生重点思考： 1 、铜片上的气体是什么？ 2 、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？（分析出各种可能出现的 情况） 【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的，我们可以用实验来证明。那么， 如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？ 【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流 【演示实验】如右图所示： 指导学生观察现象 【学生回答】现象：电流计指针偏转 结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确 实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。 【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用，使氢离子很难在锌片上直接得到电子 【老师讲述】用导线连接锌片和铜片后，在锌片和铜片之间存在电位差（即电势差），导致电子的定向移动，形成电流。 【学生小结】锌片：较活泼，电子流出，发生氧化反应 Zn － 2e - = Zn 2+ 铜片：较不活泼，电子流入，发生还原反应 2H + +2e - = H 2↑ 能量变化：化学能转变为电能 【板书】 1、原电池的概念： 简要介绍原电池的组成结构(即装置的构造) 【老师分析】通过对电子的流向，分析电流的方向和铜锌原电池的正负极 结论：锌片为负极，铜片为正极 【板书】 2、原电池的原理： 负极：电子流出，较活泼，（锌片）： Zn － 2e - = Zn 2+（氧化反应） 正极：电子流入，较不活泼，（铜片）： 2H + +2e - = H 2↑（还原反应） 【引导】比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。 相同点：总反应方程式相同，化学反应的实质一样 不同点：电子转移途径不同 ,能量的转化不同 【过渡】1、原电池的实质是氧化还原反应，氧化还原反应都可以设计成原电池，那么构成原电池要有哪些条件呢？

第六章化学反应与能量第二节原电池化学电源讲述

第六章化学反应与能量 第二节原电池化学电源 考点一| 原电池原理 [教材知识层面] 1．概念 把化学能转化为电能的装置。 2．构成条件 (1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。 (4)能自发发生氧化还原反应。 3．工作原理 如图是Cu-Zn原电池，请填空： (1)反应原理： (2)原电池中的三个方向： ①电子方向：从负极流出沿导线流入正极； ②电流方向：从正极沿导线流向负极； 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。 (3)两种装置的比较：

装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。 [高考考查层面] 命题点1 与原电池原理有关的辨析 理解原电池的工作原理要注意的四点 (1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同形成了一个完整的闭合回路。 (3)不论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 (4)原电池负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 [典题示例] 1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是( ) A．①④B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦ 解析：选D 根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同， ⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。 2.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中 电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( ) A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁 C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y 解析：选D 外电路电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。

高一化学必修二《原电池》

新苏教版高一化学必修二《原电池》教学设计 一、设计思想 本节课的教材依据是苏教版高一年级必修二专题二第三单元《化学能与电能的转化》。原电池是把电能转化为化学能的一种装置，也是化学与能源相联系的很关键的内容，这些知识不但能让学生大开眼界，而且还能为环境、能源与可持续发展提供良好的教学内涵，所以这部分知识是应该以全新的教学理念进行这部分知识的学习。在设计本节课教学时遵循新课改的理念，引导学生从一个水果电池引入电池的内容，这样能激起学生对本节课的好奇心，可以达到教学创设情境的需要。在上课过程中，注重与学生的沟通和交流，让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。本节课主体采用“搜集相关知识—实验操作—分析讨论—得出结论”的学习方法，在实验探究中学习原电池的概念及构成条件。让学生在“做中学”。 二、教学目标 1.知识与能力：了解能源与化学能之间的关系；能设计简单的原电池。 2.过程与方法：利用实验探究方法学习原电池的原理；结合生产、生活实际，学习原电池原理在生产、生活中的实际运用。 3.情感态度与价值观：让学生能够感觉到能源危机，能认识到自己的行为对环境的作用。 三、教学重点 原电池的工作原理。 四、教学难点 原电池的形成条件及电极反应； 电子流向和电流方向。 五、教学手段 讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学 六、课前准备 教师制作课件、准备实验 学生做好适当预习准备

1、实验探究，体现自主研究性学习 本节课采用实验探究式教学,既符合化学的学科特点,也符合学生的心理和思维的发展特点。在探究活动中引导学生逐步突破由认识，形成新认识，这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论,符合学生的思维特点,有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段,尚不成熟,这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体,探索活动需要在教师的组织引导下,有目的有计划地进行。教师的作用是“引导和启发”,即引导学生独立思考,主动探索,当学生的思考和探索遇到困难时,及时给予启发,提示,点拨,以帮助学生顺利地开展实验探索活动,既不是灌输也不能放任自流，而是放手、放开。 2、精心准备，在磨练中不断提高自身的素质 由于本节课采取讨论式和学生实验探究的教学模式,课堂组织尤为重要。要求教师对学生有较准确的了解和把握，在课堂上教师要根据学生的回答随时调整课堂的节奏，这样才能得到好的效果。因此，要求教师在课前要精心准备，多方听取意见，不断磨合，这样才能上好一节课，同时也使我深刻体会到提高课堂教学的有效性重在积极思考和平时的积累。

原电池及化学电源教案

原电池 1、进一步了解原电池的工作原理； 2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。 要点一、原电池 1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、原电池的构成条件 ①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。 负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。 正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 ②电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。 ③导线将两电极连接，形成闭合回路。 ④有能自发进行的氧化还原反应。 要点诠释：a．原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b．形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如图： 要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 ①按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 ②按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。

要点诠释：盐桥的作用及优点 a．组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b．作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c．优点：使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。 电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况 (Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色 物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、 热能 (Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质 析出，铜片质量增加 溶液温度不变化学能转化为电能 ①对于图甲装置 Zn片：Zn－2e－＝Zn2+ Cu片：Cu2++2e－＝Cu 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 ②对于图乙所示原电池 锌片：负极，Zn－2e－＝Zn2+(氧化反应) 铜片：正极，Cu2++2e－＝Cu(还原反应) 总化学方程式：Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+ 4、实验原理分析：(如图所示)

(完整word)高中化学原电池习题

原电池2 参考答案与试题解析 一．选择题（共13小题） 1．（1993?全国）如图中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（） a极板b极板X电极电解质溶液A锌石墨负极CuSO4 B石墨石墨负极NaOH C银铁正极AgNO3 D铜石墨负极CuCl2 A．A B．B C．C D．D 【解答】解：通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a 极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子． A、该选项符合条件，故A正确． B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边，故B错误． C、铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在B极上得不到氧气，故C错误． D、电解质溶液中氯离子失电子，在B极上得到有刺激性气味的气体，与题意不符，故D错误． 故选A． 2．（2000?上海）在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（）

A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g 【解答】解：由Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：Cu﹣﹣Ag．设析出银的质量为x． Cu﹣﹣2Ag 64g （108×2）g 1.92g x 所以x==6.48g 故选B． 3．（2011?福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（） A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成 C．放电时OH﹣向正极移动 D．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确； B、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故B正确； C、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH﹣向负极移动，故C错误； D、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故D正确． 故选C． 4．（2009?广东）下列说法正确的是（） A．废旧电池应集中回收，并填埋处理 B．充电电池放电时，电能转变为化学能 C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对应速率的影响有关 D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行

人教版高中化学选修4教案：第四章第一节原电池

第四章电化学基础 第一节原电池 一、教材分析 本节课选取人教版化学选修4《化学反应原理》第四章第一节，本课以必修化学2第二章第二节“化学能与电能”为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理。教材的设置体现了学习知识的阶梯性，更加关注学生的化学专业知识和科学素养的提升。在必修部分只要求学生能举例说明化学能与电能之间的转化，在选修部分则进一步要求学生指导原电池的工作原理并能设计原电池。本节课教学内容中，从双液锌铜原电池入手，通过一个盐桥的设置，将氧化反应和还原反应分离开来。这对学生而言不仅仅是装置的改进，更是对氧化还原反应思维方式的转变，也是学生学习最困难的地方。学生通过将原电池的工作原理进行应用，设计原电池，加深了学生对原电池的理解。学生对电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。 原电池是将化学能转化为电能的重要装置，小到手机、心脏起搏器，大到交通工具、人造卫星、宇宙飞船都离不开原电池。原电池的工作原理不仅再现了氧化还原反应中能量的转化和守恒规律，也为金属的防护提供了理论依据。因此本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容，学好本节知识，具有比较重要的现实意义和理论意义。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)知道原电池的工作原理。 (2)能够根据原电池的形成条件设计原电池。 (3)能书写简单的电极反应和电池反应方程式。 2、过程与方法 (1)通过对原电池模型的建立，让学生体会原电池的工作原理并加以简单应用。 (2)通过对原电池的了解，进一步深化对原电池构成条件和工作原理的理解。 (3)通过实验探究，使学生学会科学的研究方法，善于在体验过程中发现问题。 3、情感态度价值观 (1)通过对能量之间的转换的学习和了解，使学生了解化学对我们的生产、生活带来的便利，激发学生学习化学的兴趣。 (2)通过能量的守恒和电子的守恒等守恒思想的建立，使学生进一步体验守恒的思想。

化学原电池和化学电源 教案

化学原电池和化学电源教案 要点一原电池原理 1．原电池概念：利用________反应原理将________能转化为________能的装置。 2 ______ ，铜片上有② ______ 电极Cu ______ ⑤ 电子⑦____ 3.原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极： 相对活泼的金属作________， 较不活泼的金属或能导电的非金属作________； (2)________溶液； (3)形成________回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 盐桥的作用是什么？ 1．(双选题)下列装置不可以组成原电池的是() 2．(2014·潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是() A．电子通过盐桥从乙池流向甲池 B．铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作 C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋ D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同

3．下列反应可用于设计原电池的是() A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2 C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓ 例2如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的() A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4 B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4 C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液 D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液 4．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为() A．Al片、Cu片B．Cu片、Al片 C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片 例3利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为____________________；负极材料为________，电极反应式为________________________________________________________________________。 5．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。画出原电池的示意图并写出电极反应。 要点一化学电池 化学电池是将________能变成________能的装置。 1．化学电池的分类 化学电池 2．优点 (1)化学电池的______________较高，供能稳定可靠。 (2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。 例1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是() A．电池工作时，锌失去电子 B．电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 1．(2013·海南卷)Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是() A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl溶液激活 D．可用于海上应急照明供电 要点二一次电池 一次电池的电解质溶液制成________，不流动，也叫做干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。

高二化学原电池知识点总结

高二化学原电池知识点总 结 Jenny was compiled in January 2021

原电池知识点归纳小结 一、原电池 1、原电池的形成条件 原电池的工作原理属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。 从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。 （4）形成前提：总反应为自发的氧化还原反应 电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极； b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极； c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。

高中化学原电池教学设计

《原电池》教学设计 一、课程标准与教材分析 1、课程标准：新课标要求学生能从根本上了解化学能与电能之间发生转化的原因；能正确书写电极反应式和电池反应方程式。 2、教材分析：本节内容是在《必修2》中第二章第二节《化学能与电能》的基础上，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对电池效率的探究，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，从本质上了解原电池的工作原理，是在必修2基础上的深化。 二、教学设计 在学生了解原电池的基础上，以复习的形式引入新课。 实验探究一，发现问题：通过对必修2中简单原电池的再探究，由断开开关学生分析，引出开路损耗；由对实验现象的分析，引出电池效率的探究。 引导学生分析问题：简单原电池缺陷的根源是氧化剂和还原剂在同一个烧杯中，共处一室，电路断开以后氧化还原反应仍然发生，不可避免锌失去的电子一部分未经外电路而直接在锌片上交给了与锌直接接触的氢离子。找到问题的根源，从根源开始改进，将锌片从稀硫酸溶液中取出，放入另一份不与之反应的电解质溶液中，“分池”、“分液”后的装置能将化学能转化为电能吗？显然不能，氧化剂还原剂分开、电路断开，都可能是它不能工作的原因。 实验探究：既然问题摆在面前，能不能实现改进只能通过实验探究，用实验事实说话。既然已经分开，而且必须分开才能解决问题，那么怎样让装置形成闭合的回路成为下一个需要解决的问题。导体分金属导体和电解质溶液（或熔融状态电解质）导体，引导学生分组实验。通过实验、讨论和交流，发现此时需要电解质溶液使装置形成闭合回路，电流表发生明显的偏转，形成原电池装置，化学能转化为电能。 解决问题：提出盐桥，用盐桥检验本节课开始提出的简单原电池装置的问题是否解决。学生归纳总结带盐桥原电池的工作原理，提出半电池、内电路、外电路等概念。 应用探究：本节课设计的带盐桥的原电池，并非历史上著名的“丹尼尔电池”，

化学电源教学设计

“化学电源”教学设计 宿迁市马陵中学杜梅 一、学习目标 1.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。 2．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 本课从日常生活中常见的水果电池入手，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。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 【复习回顾】 1、什么是原电池？ 2、原电池的工作原理是怎样的？ 3、构成条件的原电池有哪些？ 【过渡】原电池原理的应用： 1、研制分析化学电源； 2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率。 3、寻找钢铁防腐蚀的方法。 4、原电池的设计。 【思考】你能利用原电池反应原理，动手制作简易电池吗？ 【实践活动】水果电池的制作 实验准备：水果（柠檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果）、金属（铁丝、铜丝、锌片或铝片）、石墨电极、微安电流计、导线若干、小刀 鼓励学生利用各种自备的水果、金属片制作电池，用微安电流计或耳机测试是否能产生电流，比较电流的大小。 【交流展示】学生制作的各种水果电池 【思考】这些电池是如何产生电流的？ 【学生讨论】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】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。 【问题情景】播放神舟飞船上的燃料电池，呈现以下问题，激发学生的学习兴趣。 飞船上的燃料电池有什么样的作用？

高一化学原电池练习题[001]

原电池练习题 1．下列有关原电池的叙述中不正确的是 A. 原电池是将化学能转化为电能的装置 B. 在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应 C. 锌、铜、硫酸组成的原电池中，溶液中的Zn2+、H+均向正极移动 D. 构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属 2．下列装置能形成原电池的是( ) A. A B. B C. C D. D 3．A、B、C三种金属，A中混有C时A先腐蚀，A与B组成原电池，A为电池正极，则A、B、C三种金属的活动性顺序为 A．A>B>C B．A>C>B C．B>A>C D．B>C>A 4．下列关于实验现象的描述不正确的是 A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．原电池放电时，电流的方向是从正极到负极 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 5．下列各组金属均有导线相连，并插入稀H2SO4液体中，其中铁被腐蚀由快到慢的顺序是①Fe－Fe ② Cu－Fe ③ Fe－Zn（） A．②>①>③ B．②>③>① C．③>①>② D．①>②>③ 6．下列有关图所示原电池装置描述正确的是 A．石墨电极作负极 B．铁片上的反应：Fe-2e-＝Fe2+ C．铁电极附近溶液中氢离子浓度增大 D．电子由石墨电极通过导线流向铁电极 7．如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是( ) A．负极发生氧化反应 B．烧杯中的溶液变为蓝色 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．该装置能将电能转变为化学能

8．某原电池装置如右图所示。下列说法正确的是 A．石墨棒为负极B．铁片的质量减少 C．硫酸被氧化D．电子从石墨棒流向铁片 9．一个原电池总反应的离子方程式是：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，该原电池的组成正确的是正极负极电解质 A. Zn Cu CuCl2 B. Cu Zn CuCl2 C. Zn Cu ZnCl2 D. Cu Zn ZnCl2 10 实验装置 实验现象a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产 生，c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极流 向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 11．如图所示装置： （1）该原电池装置中负极为______________，发生______________反应；正极为___________，发生_____________反应。 （2）原电池将________能转化为___________能。 （3）电子流向是从_________到___________，电流方向是从________到__________。12．（1)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请利用反应“Cu +2Ag+ 2Ag + Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒），回答下列问题： ①该电池的负极材料是； ②若导线上转移电子2.5mol，则正极生成银克。 （2）现有A、B、C、D四种金属片，①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A 上有气泡产生；②把C、D用导线连接后同时侵入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；③把 A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A→导线→C。根据上述