2022-2023學(xué)年魯科版新教材選擇性必修一 第1章第2節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池 教案

教師學(xué)生時(shí)間和時(shí)段學(xué)科化學(xué)年級(jí)高二教材名稱魯科版授課題目第2節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池課次第（）次課引言一、引言碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理的補(bǔ)充碘可以預(yù)防碘缺乏病。碘酸鉀（KIO3）是國(guó)家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過(guò)氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過(guò)電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。1、惰性電極2、直流電源3、離子交換膜4、冷卻水請(qǐng)回答下列問題：⑴碘是（填顏色）固體物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室常用的方法來(lái)分離和提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。⑵電解前，先將一定量的精制碘溶于過(guò)量的氫氧化鉀溶液，溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O將該溶液加入陽(yáng)極區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：陰極上觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：（1）紫黑色；升華（2）2I--2e-=I2；有氣泡產(chǎn)生原電池的工作原理二、原電池的工作原理1、銅鋅原電池裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢流計(jì)指針電極表面變化Ⅰ發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片質(zhì)量減少，銅片質(zhì)量增加Ⅱ發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片質(zhì)量減少，銅片質(zhì)量增加3、實(shí)驗(yàn)分析Zn極Cu極電子流向由鋅極流向銅極電子得失失電子 得電子（溶液中的Cu2+）電極名稱負(fù)極 正極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能4、原電池的概念，構(gòu)成條件⑴概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置⑵構(gòu)成條件活動(dòng)性不同的兩種金屬（或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬）；電解質(zhì)溶液；閉合電路；能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)⑶電極的判斷負(fù)極：較活潑的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)化學(xué)電源三、化學(xué)電源1、常見的電源分類一次電池：只能放電，不能充電二次電池（充電電池）：放電時(shí)，原電池反應(yīng)；充電時(shí)，電解池反應(yīng)。2、常見電源①鋅錳干電池（一次電池）a酸性鋅錳電池總方程式：Zn+NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑負(fù)極：正極：b堿性鋅錳干電池總方程式：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn（OH）2負(fù)極：正極：②鉛蓄電池（二次電池）放電時(shí)（原電池）總方程式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正極：負(fù)極：充電時(shí)（電解池）陰極（電池的負(fù)極）：陽(yáng)極（電池的正極）：③氫氧燃料電池a堿性電解液負(fù)極：正極：b酸性電解液負(fù)極：正極：c中性電解液負(fù)極:正極：總方程式：原電池的正負(fù)極的判斷方法四、原電池的正負(fù)極的判斷方法⑴由組成原電池的電極材料判斷。一般是活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。⑵根據(jù)電流方向或電子流向判斷。電流是由正極流向負(fù)極，電子是由負(fù)極流向正極。⑶根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷。陽(yáng)離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。⑷根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷。原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。⑸根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。溶解的為負(fù)極，增重的或有氣泡冒出的為正極。特別提醒：原電池的電極類型不僅跟電極材料有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關(guān)。如：鎂鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂是負(fù)極，鋁是正極；而鎂鋁電極在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，鋁為負(fù)極，鎂為正極。原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式的書寫五、原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式的書寫⑴先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。⑵注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液的陰離子能否共存。共存：不共存：⑶正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。⑷可充電電池反應(yīng)式的區(qū)別放電：原電池充電：電解池⑸注意事項(xiàng)①注意溶液中離子濃度的改變會(huì)引起離子放電順序的改變。②注意電解質(zhì)溶液的改變會(huì)引起電極正負(fù)的改變。③注意電解質(zhì)溶液的酸堿性的改變會(huì)引起電極反應(yīng)的改變。練習(xí)：類型一原電池的原理例1Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池正極的反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe，有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中正確的是（）ALi-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中鋰的化合價(jià)為+1價(jià)B該電池的電池反應(yīng)式為2Li+FeS-=Li2S+FeC負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-→Al3+D充電時(shí)，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i2S+Fe-2e-=2Li++FeS【B】變形，電子計(jì)算機(jī)用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電池電極反應(yīng)式：Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-，Ag2O+H2O+2e-=Zn+2OH-下列判斷不正確的是（）A鋅為正極，氧化銀為負(fù)極B鋅為負(fù)極，氧化銀為正極C原電池的總反應(yīng)為Zn+Ag2O=ZnO+2AgD原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液PH減少【B】類型二原電池原理的應(yīng)用例2依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+（aq）+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)，該反應(yīng)設(shè)計(jì)成能量轉(zhuǎn)化效率更高的原電池裝置，如圖所示，回答下列問題：①電極X的材料是，Y的材料是，電解質(zhì)溶液Z是。②鹽橋的作用是。③外電路中的電子式從電極流向電極。①Zn；Ag；AgNO3②形成通