證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件

電化學(xué)電化學(xué)1第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關(guān)鍵：①單液變雙液②活性電極到惰性電極設(shè)計(jì)雙液原電池模型構(gòu)建分析思路回顧學(xué)習(xí)應(yīng)用提升銅鋅雙液原電池第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關(guān)鍵：①單液變雙液②活性電極到惰2第一節(jié)原電池定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置第一節(jié)原電池定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置3【回顧舊知識(shí)，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生②鋅電極會(huì)附著銅電流會(huì)迅速衰減。為什么？如何避免？【回顧舊知識(shí)，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生4如何使氧化劑和還原劑隔離開？如何使氧化劑和還原劑隔離開？5比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實(shí)現(xiàn)了氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行，避免氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了條件。離子庫(kù)、離子導(dǎo)體一橋飛架南北天塹變通途比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實(shí)現(xiàn)了氧化反應(yīng)6要點(diǎn)：①電極名稱、電極反應(yīng)、總反應(yīng)

②電荷流向（導(dǎo)線中的電子，溶液中的離子）要點(diǎn)：①電極名稱、電極反應(yīng)、總反應(yīng)7鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：①不與電池中溶液的離子方程反應(yīng)②通常選用KCl的原因：由于K+與Cl-的擴(kuò)散速率相近，使鹽橋與兩個(gè)溶液接觸產(chǎn)生的液接電勢(shì)均很小。鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：8鹽橋的其他形式鹽橋的其他形式9證據(jù)推理與模型認(rèn)知——原電池原電池的動(dòng)力——自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電子導(dǎo)體負(fù)極正極電子陰離子陽離子失電子場(chǎng)所或反應(yīng)物得電子場(chǎng)所證據(jù)推理與模型認(rèn)知——原電池原電池的動(dòng)力——自發(fā)的氧化還原反10將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)，金屬與溶液界面兩側(cè)電荷不均等，便產(chǎn)生了電勢(shì)差——電極電勢(shì)（與得失電子有關(guān)），用導(dǎo)線連接兩電極時(shí)，電子會(huì)從電極電勢(shì)低的一極流向電勢(shì)高的一極迷思概念——電子從負(fù)極流向正極的動(dòng)力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)11（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池負(fù)極：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正極：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液構(gòu)成原電池

負(fù)極：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正極：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原電池兩個(gè)電極活動(dòng)性不同時(shí)，一定是活潑金屬做負(fù)極么（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池迷思概念——原電池12安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0-t1時(shí)，原電池的負(fù)極是鋁片，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是

,溶液中的H+向

_極移動(dòng)，t1時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是

。安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃13鹽橋只能傳遞離子，導(dǎo)線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水），所以，更換之后理論上左邊是一個(gè)原電池（鋅吸氧腐蝕），右邊是一個(gè)電解池迷思概念——鹽橋若換成導(dǎo)線（如銅），能否形成閉合回路？和之前的工作原理是否相同？鹽橋只能傳遞離子，導(dǎo)線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水14【任務(wù)】根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)雙液原電池【任務(wù)】根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)雙液原電池15【2015北京高考】當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)。該現(xiàn)象是

?！?015北京高考】當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左16設(shè)計(jì)原電池的思路和方法——運(yùn)用模型設(shè)計(jì)原電池的思路和方法——運(yùn)用模型17科學(xué)地分析原電池的構(gòu)成要素科學(xué)地分析原電池的構(gòu)成要素182012北京高考題2012北京高考題19第二節(jié)化學(xué)電源第二節(jié)化學(xué)電源20證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件21酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池22酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池23迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化錳MnO（OH）會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，生成二價(jià)Mn（OH）2和MnO2，這個(gè)反應(yīng)會(huì)重新產(chǎn)生MnO2，就是干電池放置后“回電”現(xiàn)象的主要原因。迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化24堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池25堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池26銀鋅紐扣電池銀鋅紐扣電池27鉛蓄電池鉛蓄電池28鋰離子電池鋰離子電池29鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負(fù)極大都是石墨，為什么選取石墨？金屬鋰負(fù)極在反復(fù)使用中易出現(xiàn)枝晶生長(zhǎng)，存在安全問題。利用石墨的層狀結(jié)構(gòu)，可以讓Li整齊地長(zhǎng)在其空隙中。鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負(fù)極大都是石墨，為什么選取石墨？30如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時(shí)該電池的電極反應(yīng)式為：負(fù)極：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）正極：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳）。下列有關(guān)說法正確的是（

）

A．在整個(gè)充、放電過程中至少存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B．K與M相接時(shí)，A是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．K與N相接時(shí)，Li＋由A極區(qū)遷移到B極區(qū)D．該電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充電放電如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時(shí)該電池31某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為L(zhǎng)il－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其電池如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時(shí)，LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，Li＋通過陽離子交換膜從左向右移動(dòng)C．充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連D．放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為L(zhǎng)il－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為A．放電時(shí)，LixC6發(fā)生32LiFePO4FePO4LiFePO4FePO433證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件34化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池35化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池36化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池37化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池38化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池39北京2014年高考北京2014年高考40第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池41第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池42初步認(rèn)識(shí)電解（微粒分析、氧化還原）惰性電極電解熔融NaCl初步認(rèn)識(shí)電解（微粒分析、氧化還原）惰性電極電解熔融NaCl43證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件44證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件45辯證靈活地看待電解池的放電順序辯證靈活地看待電解池的放電順序46證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)——電解池證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)——電解池47電解原理的應(yīng)用——電鍍電解原理的應(yīng)用——電鍍48電解原理的應(yīng)用——電解精煉電解原理的應(yīng)用——電解精煉49電解原理的應(yīng)用——氯堿工業(yè)電解原理的應(yīng)用——氯堿工業(yè)50箭頭的辯識(shí)——以氯堿工業(yè)為例箭頭的辯識(shí)——以氯堿工業(yè)為例51第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)52金屬腐蝕的本質(zhì)與原理分析金屬腐蝕的本質(zhì)與原理分析53吸氧腐蝕（普遍存在）吸氧腐蝕（普遍存在）54防止金屬腐蝕的措施和方法防止金屬腐蝕的措施和方法55迷思概念——不銹鋼這種合金，為什么不易生銹？迷思概念——不銹鋼這種合金，為什么不易生銹？56防止金屬腐蝕的措施和方法防止金屬腐蝕的措施和方法57電化學(xué)模型的區(qū)別與統(tǒng)一電化學(xué)模型的區(qū)別與統(tǒng)一58電化學(xué)分析的思路方法電化學(xué)分析的思路方法59電極反應(yīng)分析的思路方法電極反應(yīng)分析的思路方法60在對(duì)比分析中深化理解（自主歸納）在對(duì)比分析中深化理解（自主歸納）61在各種變化中提升思維的靈活性在各種變化中提升思維的靈活性62謝謝聆聽Talentscomefromdiligence,andknowledgeisgainedbyaccumulation.THANKS謝謝聆聽Talentscomefromdiligenc63電化學(xué)電化學(xué)64第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關(guān)鍵：①單液變雙液②活性電極到惰性電極設(shè)計(jì)雙液原電池模型構(gòu)建分析思路回顧學(xué)習(xí)應(yīng)用提升銅鋅雙液原電池第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關(guān)鍵：①單液變雙液②活性電極到惰65第一節(jié)原電池定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置第一節(jié)原電池定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置66【回顧舊知識(shí)，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生②鋅電極會(huì)附著銅電流會(huì)迅速衰減。為什么？如何避免？【回顧舊知識(shí)，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生67如何使氧化劑和還原劑隔離開？如何使氧化劑和還原劑隔離開？68比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實(shí)現(xiàn)了氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行，避免氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了條件。離子庫(kù)、離子導(dǎo)體一橋飛架南北天塹變通途比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實(shí)現(xiàn)了氧化反應(yīng)69要點(diǎn)：①電極名稱、電極反應(yīng)、總反應(yīng)

②電荷流向（導(dǎo)線中的電子，溶液中的離子）要點(diǎn)：①電極名稱、電極反應(yīng)、總反應(yīng)70鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：①不與電池中溶液的離子方程反應(yīng)②通常選用KCl的原因：由于K+與Cl-的擴(kuò)散速率相近，使鹽橋與兩個(gè)溶液接觸產(chǎn)生的液接電勢(shì)均很小。鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：71鹽橋的其他形式鹽橋的其他形式72證據(jù)推理與模型認(rèn)知——原電池原電池的動(dòng)力——自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電子導(dǎo)體負(fù)極正極電子陰離子陽離子失電子場(chǎng)所或反應(yīng)物得電子場(chǎng)所證據(jù)推理與模型認(rèn)知——原電池原電池的動(dòng)力——自發(fā)的氧化還原反73將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)，金屬與溶液界面兩側(cè)電荷不均等，便產(chǎn)生了電勢(shì)差——電極電勢(shì)（與得失電子有關(guān)），用導(dǎo)線連接兩電極時(shí)，電子會(huì)從電極電勢(shì)低的一極流向電勢(shì)高的一極迷思概念——電子從負(fù)極流向正極的動(dòng)力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)74（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池負(fù)極：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正極：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液構(gòu)成原電池

負(fù)極：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正極：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原電池兩個(gè)電極活動(dòng)性不同時(shí)，一定是活潑金屬做負(fù)極么（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池迷思概念——原電池75安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0-t1時(shí)，原電池的負(fù)極是鋁片，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是

,溶液中的H+向

_極移動(dòng)，t1時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是

。安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃76鹽橋只能傳遞離子，導(dǎo)線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水），所以，更換之后理論上左邊是一個(gè)原電池（鋅吸氧腐蝕），右邊是一個(gè)電解池迷思概念——鹽橋若換成導(dǎo)線（如銅），能否形成閉合回路？和之前的工作原理是否相同？鹽橋只能傳遞離子，導(dǎo)線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水77【任務(wù)】根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)雙液原電池【任務(wù)】根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)雙液原電池78【2015北京高考】當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)。該現(xiàn)象是

?！?015北京高考】當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左79設(shè)計(jì)原電池的思路和方法——運(yùn)用模型設(shè)計(jì)原電池的思路和方法——運(yùn)用模型80科學(xué)地分析原電池的構(gòu)成要素科學(xué)地分析原電池的構(gòu)成要素812012北京高考題2012北京高考題82第二節(jié)化學(xué)電源第二節(jié)化學(xué)電源83證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件84酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池85酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池86迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化錳MnO（OH）會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，生成二價(jià)Mn（OH）2和MnO2，這個(gè)反應(yīng)會(huì)重新產(chǎn)生MnO2，就是干電池放置后“回電”現(xiàn)象的主要原因。迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化87堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池88堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池89銀鋅紐扣電池銀鋅紐扣電池90鉛蓄電池鉛蓄電池91鋰離子電池鋰離子電池92鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負(fù)極大都是石墨，為什么選取石墨？金屬鋰負(fù)極在反復(fù)使用中易出現(xiàn)枝晶生長(zhǎng)，存在安全問題。利用石墨的層狀結(jié)構(gòu)，可以讓Li整齊地長(zhǎng)在其空隙中。鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負(fù)極大都是石墨，為什么選取石墨？93如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時(shí)該電池的電極反應(yīng)式為：負(fù)極：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）正極：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳）。下列有關(guān)說法正確的是（

）

A．在整個(gè)充、放電過程中至少存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B．K與M相接時(shí)，A是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．K與N相接時(shí)，Li＋由A極區(qū)遷移到B極區(qū)D．該電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充電放電如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時(shí)該電池94某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為L(zhǎng)il－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其電池如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時(shí)，LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，Li＋通過陽離子交換膜從左向右移動(dòng)C．充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連D．放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為L(zhǎng)il－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某種聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為A．放電時(shí)，LixC6發(fā)生95LiFePO4FePO4LiFePO4FePO496證據(jù)推理與模型認(rèn)知案例《電化學(xué)》課件97化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池98化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池99化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池100化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池101化學(xué)電源——燃料電池化學(xué)電源——燃料電池102北京2014年高考北京2014年高考103第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池104第三節(jié)電解池