第二外语c第3节化学能转化为电能电池Word下载.docx
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(1)
(2)说明Zn失去电子变成Zn2+,故在锌片上发生的反应为:
ZnZn2++2e—(氧化反应)
(3)(4)说明溶液中的Cu2+在铜片上得到电子变成Cu,故在铜片上发生的反应为:
Cu2++2e—Cu(还原反应)
(1)
(2)(3)(4)说明化学能转化为电能
【板书】一、原电池的工作原理
1、原电池:
通过氧化还原反应,将化学能转化为电能的装置。
(2)(5)说明了锌片不纯有少量的Cu2+直接在Zn的表面得到电子被还原,故有少量的化学能转化为热量释放出来。
【提问】大家看看这个原电池,它由几个部分组成?
【总结并板书】2、原电池的构成:
(1)自发的氧化还原反应
(2)两个活泼性不同的电极
金属与金属
金属与非金属
金属与金属化合物
惰性电极
(3)电解质溶液或熔融液
(4)闭合电路
【提问】大家都知道,电池由正负极,那么如何判断电池的正负极呢?
【师生总结并板书】3、正负极的判断
(1)负极:
发生氧化反应的电极
失去电子的电极,电流的流入极
较活泼的电极
阴离子移向负极
常见溶解的电极
(2)正极:
发生还原反应的电极
得到电子的电极,电流的流出极
较不活泼的电极
阳离子移向负极
常见由气泡冒出或由金属析出的电极
【观察思考】P21的双液原电池
1mol/LZnSO4溶液1mol/LCuSO4溶液
【分析】外电路:
电子流向和得失电子的情况。
内电路:
离子移动的方向
【板书】4、原电池的电路
(1)外电路:
电子流动的电路(+、—极)
(2)内电路:
离子移动的电路(阴、阳极)
【比较】双液原电池比单液原电池的优点(由现象的比较到本质的比较):
【过渡】接下来我们来看看原电池的电极方程式和总方程式的书写。
书写方程式一般有两种情况。
【板书】5、原电池的电极方程式和总方程式的书写
(1)没给总方程式
【举例】
CuSO4溶液
【板书】①判断正负极(根据定义(主要依据)或金属的活泼性)
②写出电解反应式(注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中,若不能,在写反应式时应写出最稳定的物质)
③写出总方程式(电子守恒)
【练习】将镁片和铝片用导线相连,分别同时插入H2SO4和NaOH溶液中,写出两池中的电极反应式和电池反应式。
【解答】①Mg—Al—稀H2SO4原电池:
负极(Mg):
Mg=Mg2++2e—(氧化反应)
正极(Al):
2H++2e—=H2↑(还原反应)
电池反应:
Mg+2H+=Mg2++H2↑
②Al—Mg—NaOH原电池:
负极(Al):
2Al+8OH—=2[Al(OH)4]—+4H2O+6e—(氧化反应)
正极(Mg):
6H2O+6e—=3H2↑+6OH—(还原反应)
2Al+2OH—+2H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑
【板书】
(2)给出总方程式
【举例】甲烷燃料电池:
CH4+O2+2OH—=CO32—+3H2O
【板书】①判断正负极(把总反应式拆成氧化反应和还原反应)
③两式加,验总式
注意:
若只能写出较简单一极反应式,在遵循电子守恒的条件下,可将总反应式减去阳极反应式,即得另一极反应式
【解答】
正极好写:
4H2O+2O2+8e-→8OH-
负极:
CH4+10OH—→CO32-+7H2O+8e-(总—正)
说明碱液的作用:
消除CO2对CH4吸收的影响。
重点强调:
电解质溶液有时候也会参与电极的反应
【小结】小结本节课的内容。
【作业】P311
思考
观察
回答
【现象】
锌片溶解,表面产生了一层红色的固体物质,溶液颜色变浅,温度升高。
回答:
(1)电流表指针发生偏转;
(2)锌片溶解,其表面出现一层红色的固体物质;
(3)CuSO4溶液颜色变浅;
(4)铜表面也出现一层红色的固体物质;
(5)溶液温度略有升高。
聆听、记录
交流,讨论
阅读
总结
【现象】锌片溶解,铜片表面有红色的固体物质析出,铜片质量增加。
(1)有利于最大程度的将能量转化为电能。
(2)可以获得单纯的电极反应,便于分析电极过程。
板演
分组练习
分组总结
激发学生兴趣
培养学生的观察能力、实验探究能力、思考分析能力。
由实验现象得出结论,培养学生的归纳总结能力。
深入分析,更加有利于同学们对离子放电顺序的理解。
增强对电解原理的本质认识。
当堂巩固加深理解和记忆
知识拓展,能力提高。
学会总结知识点,从而加深记忆
【教学反思】
第2课时
【交流研讨】1、我们所学的原电池有什么缺点?
2、实用电池有什么特点?
3、化学电源怎么分类?
有什么特点?
根据原电池工作的原理制成能够实际应用的原电池就是化学电源。
常见的化学电源可以分为以下几类。
【板书】二、化学电源
一次电池
分类二次电池(可充电电池)
燃料电池
【教师】下面我们来看看几种比较重要的化学电源,看看它们工作时所发生的反应。
(二)几种重要的电池
【交流研讨】1、阅读书本P23,观察图1-3-7,找出酸性锌锰干电池的正极、负极材料,并书写负极电极反应式。
2、阅读书本P24,观察图1-3-8,找出碱性锌锰干电池的正极、负极材料,并观察电极反应式的书写特点。
(参考书本P26追根寻源)
【讲解并板书】
1、锌锰干电池
(1)酸性锌锰干电池
A、结构:
B、反应原理
Zn→
Zn2++2e—
正极:
2NH4++2e—→2NH3+H2
总方程式:
Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2
C、缺点:
新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。
(2)碱性锌锰干电池
A、优点:
克服了酸性锌锰干电池的缺点
B、结构:
负极为锌粉、正极为石墨,正负极混在电解质中
C、反应原理:
Zn+2OH—→ZnO+H2O+2e—
MnO2+2H2O+2e—→Mn(OH)2+2OH—
Zn+MnO2+2H2O=ZnO+Mn(OH)2
【过渡】碱性锌锰干电池的制作工艺要求高,使用不太普及,使用比较普及的还是可充电电池——铅蓄电池。
下面我们来看看铅蓄电池的结构和工作原理
H2SO4溶液
【讲解】铅蓄电池是有很多个这样的电池串联而成的。
Pb作负极,PbO2作正极。
【板书】2、铅蓄电池
放电时:
Pb+SO42—→PbSO4+2e—
PbO2+4H++SO42—+2e—→PbSO4+2H2O
Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
【教师】充电时与放电时的反应正好相反,充电的目的要是在电池负极产生的PbSO4变成Pb,正极产生的PbSO4变成PbO2。
由PbSO4变成Pb,Pb的化合价降低,要得到电子,接在电源的负极,由PbSO4变成PbO2,Pb的化合价升高,要失去到电子,接在电源的正极,示意图如下:
H2SO4溶液
【板书】充电时:
阴极(电池的负极):
PbSO4+2e—→Pb+SO42—
阳极(电池的正极):
PbSO4+2H2O→PbO2+4H+SO42—+2e—
2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4
【教师】综合起来的反应,看书上P24和P25。
这种电池还有一个缺点,就是太重了,单位重量电极材料释放的电能小。
下面我们看看一种新型的燃料电池。
【板书】3、燃料电池
(1)结构:
(2)常见的燃料电池注意:
电解质溶液对反应的影响
A、氢氧燃料电池
碱性电解液:
2H2+4OH—→4H2O+4e—
O2+2H2O+4e—→4OH—
酸性电解液:
2H2→4H++4e—
O2+4H++4e—→2H2O
中性电解液:
B、乙醇燃料电池(类似甲烷燃料电池)
【课堂练习】1、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是:
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2根据此反应式判断下列叙述中正确的是()
A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大
B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原
D.电池放电时,H2是负极
2、某可充电的锂离子电池以LiMn2O2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
【作业】P312P338
小组讨论回答
阅读课本
【阅读】指导学生阅读课本P23——P25。
并讨论回答
聆听
。
加强阅读能力
让学生学会运用理论知识解决实际问题
培养学生阅读课本的能力,学会
重点讲解,让学生灵活掌握
通过实例分析,使学生掌握如何书写电解方程式
深入生活,培养学生热爱生活的情感
理论联系实际,学以致用
巩固练习,学会方法
第三课时
【引入新课】由于金属腐蚀而造成的损失非常严重,全世界每年都有大量的金属设备和金属材料都因腐蚀而报废,而由于材料腐蚀造成的事故损失则更为惨重。
所以研究金属的腐蚀和防护的意义是不言而喻的。
这节课我们就来看看这方面的内容。
【板书】三、金属的腐蚀与防护
【投影】金属的腐蚀照片。
(一)金属腐蚀
1、定义:
金属表面与周围的物质发生化学反
应或因电化学作用而遭到破坏。
2、分类:
化学腐蚀
电化学腐蚀
3、本质:
金属失去电子被氧化成金属阳离子的过程。
【教师】化学腐蚀的例子在生活中也可以见到,比如:
铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑;
轧钢时火红的钢锭表面脱落;
做饭用的铁锅天长日久越用越薄等。
【过渡】但是比较严重的还是金属因电化学作用而遭到的电化学腐蚀,下面同学们看看电化学腐蚀的原理。
【教师】电化学腐蚀根据电解质溶液的酸碱性,一般分为两种腐蚀。
首先我们看看第1种情况。
(二)金属电化学腐蚀的原理
1、吸氧腐蚀
(1)条件:
弱酸性或中性或碱性(PH>
4.3)
(2)原理:
(—)2Fe→2Fe2++4e—(+)O2+2H2O+4e—→4OH—
总:
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
白色不溶物
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
红棕色不溶物
2Fe(OH)3=Fe2O3•nH2O+(3—n)H2O铁锈
【提问】如果水膜的酸性比较强,是不是还会发生吸氧腐蚀呢?
下面我们来看看这种情况。
【板书】2、析氢腐蚀
较强的酸性(PH<
(—)Fe→Fe2++2e—
(+)2H++2e—→H2↑
【强调】如何判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀呢?
最主要的还是看电解质溶液的酸碱性。
要抓住这一点,切记!
【提问】那么电化学腐蚀与化学腐蚀有什么不同呢?
【投影】
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟周围物质(气体或溶液)直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
【教师】下面我们来看看金属的防护,金属防护的原理主要还是依据金属腐蚀的原理。
叫做“据腐蚀,来防护”呀!
【教师】我们在日常生活中也可以看到很多金属防护的例子。
比如:
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,不锈钢不容易生锈;
衣架和电线的外面包上一层塑料层,某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈,为什么不能用油;
那么这些属于什么防护措施呢?
漆
(三)金属的防护措施
1、改变金属的内部结构,使金属性质改变,成为合金。
2、在金属表面覆盖一层保护层
【提问】在港口,我们经常看到轮船靠船底的外壳处镶嵌着比较多的白色金属锌,那么这些锌是作什么用途呢?
【教师】对,它属于电化学保护法。
【板书】3、电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
【教师】讲解原理(以锌铜硫酸铜,用锌铜电极电解硫酸铜为例)。
(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
(2)外加电流的阴极保护法——电解原理
(3)外加电源在金属表面形成保护膜
【教师】防腐措施的效果由好到差的顺序如下:
【板书】外接电源的阴极保护法﹥牺牲阳极的阴极保护法﹥有一般防腐条件的腐蚀﹥无防腐条件的腐蚀
【练习】下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是()
【作业】P324、5P337
观看
预习P27第2段
【学生】预习P27到P28倒数第2段。
【学生】预习
【学生】回答。
【学生】防止钢材腐蚀。
练习
从生活入手
培养学生阅读课本的能力,
- 配套讲稿:
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- 第二外语c第3节 化学能转化为电能电池 第二 外语 化学能 转化 电能 电池