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原电池与电解本文题目:高二化学教案:原电池学案
第一节 原电池学案
学习目标:
1、 了解原电池原理;
2、 掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件;
3、 理解铜锌原电池的原理与结构,初步学会制作水果电池。
学习重点:原电池原理
学习难点:原电池设计
学习过程:
一、观察实验并思考问题
1.Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释(表1)
实验顺序 金属 实验现象 解释或疑问(有关方程式)
①Zn、Cu单独插入稀H2SO4溶液 Zn片
Cu片
②Zn、Cu导线连接后插入稀H2SO4 Zn片
Cu片
2.连接灵敏电流表后的现象(表2)
观察对象 Zn片 Cu片 电流表指针
现象
解释或结论
二、原电池的组成与原理
1.电极名称的判定(表3)
判定依据 负极 正极
物理学规定 电流方向
电子流方向
现象 电流表指针
电极材料
化学
本质 电极反应
类型
2. 原电池反应与普通氧化还原反应的比较(表4)
比较内容 原电池反应 普通氧化还原反应
氧化反应发生部位
还原反应发生部位
电子传递形式 负极(失e-)→正极(得e-) 还原剂→氧化剂(直接转移)
氧化还原本质 发生电子转移,反应过程电子守恒。
化学反应速率
能量转化形式
3.原电池的组成条件
内在条件:
外部条件:
①
②
③
三、课堂反馈题
1.下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池?判断的依据是什么?
2.利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池,画出示意图,写出电极反应。
2.1909年爱迪生发明了镍铁碱性电池,其化学反应原理如下:
Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 ,请判断负极和正极,电解质溶液是什么? 尝试写出电极反应。
3.思考:右图金属片上是否有H2产生?灵敏电流计是否有电流?该装置是否为原电池?如果是原电池请写出电极反应和总反应;如果不是原电池请说出理由。
四、当堂达标练习:
1、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
2、关于如图所示装置的叙述,正确的是
A. 铜是阳极,铜片上有气泡产生
B. 铜片质量逐渐减少
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
3、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.用锌片做阳极,铁片做做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌
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
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。高中教案的内容要写些什么更好呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《高三化学原电池复习学案》,仅供参考,欢迎大家阅读。
高三化学原电池复习学案
一、考纲
1、掌握原电池原理,
2、掌握原电池的正负极,书写电极反应式、电池反应式,
二、教学重点、难点
重点:进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
难点:由两个半电池组成的原电池的工作原理。
三、教学模式
情境教学模式,讨论法,探究法,多媒体手段辅助教学
四、教学过程
【引入】通过伽伏尼的“青蛙抽搐”实验引出今天要讲的原电池原理,青蛙为什么会抽搐呢?电池是怎样把化学能转变为电能的呢?
复习有关原电池的相关内容。
原电池原理
一原电池实验设计Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
要求:A、标出原电池的正负极及反应类型
B、标出电子的流向
C、两极转移电子数的关系
D、写出电极反应方程式
E、溶液中SO42-、H+的移动方向
F、放电一段时间后,溶液的PH值的变化
G、电极本身的粗细变化
H、画出原电池的示意图
1、原电池的概念:将转变为的装置
2、原电池的实质:
例、发生原电池的反应通常是放热反应,在理论上可设计成原电池的化学反应是()
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(1)+2NH3·H2O(1)+8H2O(1);△H0
C.CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g);△H0
D.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(1);△H0
3、原电池的原理:
负极电子,发生反应
正极电子,发生反应
4、粒子(阴阳离子,自由电子)的移动方向:
外电路导电,从极流向极
内电路导电,流向,流向。
判断负极的常见方法
①发生反应的电极②电子的电极,③电流的电极
④较的电极⑤离子移向负极⑥常见溶解的电极
判断正极的方法
①发生反应的电极②电子的电极,③电流的极
④较的电极⑤离子移向正极⑥常见气泡冒出或金属析出的电极
学生活动:回忆旧知,结合活动情境,总结出构成原电池的几个条件。
5、原电池的构成条件
①、②、
③、④、
6、电极方程式的书写:
⑴判断正负极
①简单的原电池,可由电极金属性判断。
②若给出原电池总式或能在装置中找到设计电池所利用的“自发的氧化还原反应”。则分析化合价确定氧化剂(—正极)和还原剂(—负极)
⑵写电极反应式
①还原剂-ne-=氧化产物(稳定存在形式)
氧化剂+ne-=还原产物(稳定存在形式)
稳定存在形式实际上是考虑电解质(溶液或熔融态是否参于电极反应)
②调整质量守恒和电荷守恒
⑶写出总方程式或两电极式相加验总式(较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式)
例:铁和铜一起用导线相连插入硫酸铜溶液中
镁和硅一起用导线相连插入氢氧化钠液中
A、镁和铝一起用导线相连插入盐酸中
(1)负极:.(2)正极:.
总反应:
B、镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠溶液中中
(1)负极:.(2)正极:.
负极区附近PH值变正极区附近PH值变
总反应:
例、氢氧燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两级上分别通氢和氧气。
(1)负极:.(2)正极:.
负极区附近PH值变正极区附近PH值变
总反应:
C、天然气燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两级上分别通甲烷和氧气。
(1)负极:.(2)正极:.
负极区附近PH值变正极区附近PH值变
总反应:
D、天然气燃料电池
该电池用金属铂片插入硫酸溶液中作电极,又在两级上分别通甲烷和氧气。
(1)负极:.(2)正极:.
负极区附近PH值变正极区附近PH值变
总反应:
E、利用氧化还原反应来书写电极反应式:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(1)负极:.(2)正极:.
F、如正极是高价金属氧化物,一般是金属氧化物本身得电子发生还原反应。
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
高三化学原电池复习学案(1)负极:.(2)正极:.
正极区附近PH值变
二、盐桥原电池
此原电池的不足随着反应的进行,电流强度逐渐减弱,
电流不稳定,
CuSO4溶液
小组交流并在原原电池基础上设计一个能产生稳定、持续电流的原电池。
1、两个半电池组成的原电池
盐桥:装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,
除KCl溶液外,还可以是
胶冻的作用是防止管中溶液流出。
盐桥:使得原电池两极在两个区域中反应,成了两个电池
由两个半电池组成的原电池的工作原理分析:锌电子,生成,电子流向棒,铜离子在铜棒上电子,生成。则前一个烧杯中阳离子变,后一个烧杯中阳离子变。盐桥中K+流向 Cl--流向 ,使整个原电池构成一个闭合的通路。
此电池的优点:能产生、的电流
导线的作用是传递,沟通电路。而盐桥的作用则是沟通电路。
思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?
例:请将氧化还原反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2
设计两种原电池:画出原电池的示意图
习题强化
1、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4溶液中,下列各叙述正确的是()
A.正极四周SO42-浓度逐渐增大 B.负极四周SO42-的浓度逐渐减小
C.负极四周SO42-的浓度逐渐增大D.正负极四周SO42-的浓度基本不变
2、锌与100ml1mol·L-1盐酸反应的实验中,若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠,或②溴化铜,或③醋酸铜(均为可溶性),并测定生成H2的速率(ml·min-1),预计三种方案的速率大小是()
A.①>③>②B.③>②>①C.②>③>①D.①>②>③
3、锌铜原电池产生电流时,阳离子()
A、移向Zn极,阴离子移向Cu极 B、移向Cu极,阴离子移向Zn极
C、和阴离子都移向Zn极 D、和阴离子都移向Cu极
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H2SO4中,铜片表面出现气泡
B.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
C.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
D.把铜片和铝片连接一起浸入浓HNO3中,铝片表面有气泡产生.
5、银锌电池(钮扣式电池)的正极是由氧化银和少量石墨组成的活性材料,负极是锌汞合金,电解质为氢氧化钾溶液,电极反应为Zn+2OH--2e=ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-;总反应为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO,下列判断正确的是()
A、锌为正极,Ag2O为负极B、锌为负极,Ag2O为正极
C、原电池工作时,负极区PH减小D、原电池工作时,负极区PH增大
6: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。
高三化学原电池复习学案请回答下列问题:
(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。
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【要点扫描】
1.能够根据电解装置与直流电源的连接方式正确判断电解池的阴、阳极。
2.能根据溶液中存在的阴、阳离子在外电场的作用下定向移动以及电极材料,正确判断电解池的阳、阴极的电极反应
3.能够根据电极反应方程式,正确说明电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系。
4.理解可充电电池在放电和充电时正、负极和阴、阳极的相互关系。
【知识梳理】
一、电解池的结构
1、电解池的概念:
2.电解池的构造:
3、电解池阴、阳极的判断
4.原电池与电解池的比较
原电池 电解池
能量转换
装置构成
电极名称
电极反应
反应能否自发进行
二、电解原理
1、电解池中的氧化还原反应
阴极:
阳极:
2、溶液中离子放电规律:
电解质溶液通电后,溶液中离子的定向移动规律:
⑴ 用惰性电极进行电解
阴极:
阳极:
分享:上述离子放电的规律与 是一致的。
⑵ 用非惰性电极进行电解
阴极:
阳极:
分享:将⑴ ⑵两种情况对照, 放电的规律与电极材料无关,
而 一定在电极上先放电,因此 。
3、电极反应方程式和电解总方程式
练习1、写出用惰性电极电解CuCl2溶液的电极方程式和总反应方程式。
练习2、写出用Cu电极电解AgNO3溶液的电极反应和总反应方程式。
4、电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系
练习3、将一张滤纸用滴有酚酞的NaCl溶液浸湿后置于表面皿上,然后在滤纸上放置石墨电极(如右图所示),接通直流电源后,试分析滤纸上两电极周围溶液颜色有什么变化。
分享:通过此例,你认为应当如何认识电解过程中电极区附近及溶液的变化。
三、可充电电池
练习4、铅畜电池是现代生活中广泛使用的一种可充电电池,这种电池以Pb和PbO2为电极材料,电解液为硫酸,总反应方程式为:
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 。请分析此电池的电极和工作原理。
【典例精析】
例1:⑴电解AgNO3溶液(惰性电极)
阳极:
阴极:
总反应式
⑵ 用Cu作阳极电解NaOH溶液
阳极:
阴极:
总反应式
解题体会:
例2:有甲、乙、丙三个串联的电解槽,如下图所示连接。其中电极C、D、E、F都为Pt片,电极G是Fe片,H是Cu片。甲池中电解液为饱和食盐水;乙池中电解液为稀硫酸;丙池中电解液为硫酸铜溶液。当接通电路一段时间后,现象如图所示。
⑴ A是 极,B是 极,
C是 极,D是 极。
⑵ 若向甲池中加入少许酚酞试液, 极附近显红色;若向甲池中加入少量淀粉碘化钾溶液, 极附近显蓝色。
⑶ G极上的现象是 ,
H极上的现象是 ,
丙池是 装置。
⑷ E极上发生 反应,电极反应式是 ;
F极上发生 反应,电极反应式是 。
解题体会:
例3:蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应
请分析此电池的电极和工作原理,并说明电池工作时电极周围溶液酸碱性的变化和溶液酸碱性的变化。
解题体会:
【反馈练习】
1.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃器皿中,经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是 ( )
A Ⅰ和Ⅲ附近 B Ⅰ和Ⅳ附近
C Ⅱ 和 Ⅲ附近 D Ⅱ 和 Ⅳ附近
2.右图中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
a极板 b极板 x电极 Z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
3.用铂电极电解某溶液一段时间,该溶液浓度增大而pH减小,该溶液是 ( )
A NaOH B CuCl2 C H2SO4 D CuSO4
4.在盛饱和碳酸钠溶液的烧杯中,插入惰性电极,恒温下通电一定时间后 ( )
A 溶液的pH值将增大
B 钠离子数和碳酸根离子数的比值将变小
C 溶液的浓度逐渐增大,有一定量晶体析出
D 溶液的浓度不变,有晶体析出
5.用石墨做电极电解AlCl3溶液时,下列电解液变化曲线合理的是( ) AD
A B C D
6.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。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 电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)
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O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
7.右图装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。
回答下列问题。
⑴ 电源的X极是 极。
⑵ 若左侧烧杯中也为惰性电极,溶液发生的电极反应为:
、
总反应式为 。
⑶ 若将右侧溶液倒入另一空烧杯中,充分搅拌后,溶液呈 色。
此时左侧烧杯中溶液呈 性。
8.下图中A~F均为中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如下:
(1)若反应①和②不需要特定的反应条件就能进行,则A物质的化学式可能 __;
(2)若反应①和②需要在一定条件下才能进行,则C与D反应的化学反应方程式为
_____________ _ __;
(3)C与D的稀溶液不反应,但若通入B气体,在加热条件下可以反应生成A溶液。
试写出这一反应的化学方程式_______________ _________。
9.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
① X电极的材料是 ,电极反应式为 。
② Y电极的材料是 ,电极反应式为 。
10.柯尔贝反应是2RCOOK+H2O R-R+H2+2CO2+2KOH ( R-代表烃基 )。
请根据电解原理说明四种产物分别主要出现在电解池的电极区域。
11.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
⑴ a电极材料_______,其电极反应式为_____________________。
⑵ 电解液d可以是_______,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A. 纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
⑶ 液体c为苯,其作用是________________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。
⑷ 若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_______________________________________。
12.X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知:
① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物;
② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答:
⑴ Z2Y的化学式是 。
⑵ Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。
⑶ 如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。接通S1后,C(Ⅰ)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转。此时:
C(Ⅰ)的电极名称是 (填写正极或负极);
C(Ⅱ)的电极反应式是 。
⑷ 铜屑放入稀硫酸不发生反应,若在稀硫酸中加入X2Y2,铜屑可
逐渐溶解,该反应的离子方程式是 。
电解池 第一课时 参考答案
【典例精析】
例1:略
例2:⑴ 负 正 阴 阳
⑵ C D
⑶ 有红色固体析出 铜棒逐渐变细 电镀
⑷ 还原 4H++4e- =2H2↑ 氧化 4OH--4e-=2H2O+O2↑
例3:略
【反馈练习】
1.B 2.A 3.C 4.D 5.AD 6.C
7.⑴ 正 电源的X极是 极。
⑵ 阴极 2Cu2++4e-=2Cu
阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
⑶ 红 酸
8.(1) Cu(NO3)2 或AgNO3
(2)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
9.⑴ ① 2H++2e-==H2↑ 放出气体,溶液变红
② 2Cl-—2e-==Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
⑵ ①纯铜 Cu2++2e-==Cu ②粗铜 Cu-2e-==Cu2+
10.阴极产物为 :H2 和 KOH
阳极产的为 : R-R和2CO2
11.⑴ Fe,Fe-2e—=Fe2+
⑵ C;B
⑶ 隔绝空气,防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气
⑷ 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
12.⑴ Na2O
⑵ 2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2↑
⑶ 负极 Cl2 + 2e—== 2Cl-
⑷ Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O
文章来源:http://m.jab88.com/j/114770.html
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