化學(xué)能與熱能教案第一課時

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化學(xué)能與熱能教案第一課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)電源1．什么是氧化回響？物質(zhì)發(fā)生氧化回響時，所含元素的化合價如何變化？提示：元素原子失去電子的回響稱為氧化回響；

物質(zhì)發(fā)生氧化回響時，元素的化合價升高。

2．什么是恢復(fù)回響？物質(zhì)發(fā)生恢復(fù)回響時，所含元素的化合價如何變化？提示：元素原子得到電子的回響稱為恢復(fù)回響；

物質(zhì)發(fā)生恢復(fù)回響時，元素的化合價降低。

3．銅和鋅都與稀硫酸回響嗎？若回響，請寫出回響的離子方程式，并指出回響中的哪種物質(zhì)發(fā)生氧化回響，哪種物質(zhì)發(fā)生恢復(fù)回響。

提示：銅與稀硫酸不回響；

鋅和稀硫酸發(fā)生回響：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，回響中Zn發(fā)生氧化回響，H＋發(fā)生恢復(fù)回響。

[新知探究]探究1銅、鋅用導(dǎo)線相連浸入稀硫酸中，線路中能否有電流產(chǎn)生？依據(jù)教材P40活動與探究，完成表格。

探究2能否將HCl＋NaOH===NaCl＋H2O設(shè)計成原電池？2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋呢？提示：不能將HCl與NaOH的回響設(shè)計成原電池，理由是該回響不是氧化恢復(fù)回響；

能將2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋的回響設(shè)計成原電池，理由是該回響是氧化恢復(fù)回響。

探究3請從電子流向和離子移動的方向分析原電池是怎樣形成閉合回路并產(chǎn)生電流的？提示：在外電路，電子從負(fù)極流出經(jīng)過導(dǎo)線流向正極；

故在電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，從而形成閉合回路產(chǎn)生電流。

[必記結(jié)論]1．原電池的構(gòu)成條件原電池2．原電池的電極名稱及電極回響3．原電池正、負(fù)極的判斷方法[告成體驗]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。

(1)原電池是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。()(2)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化回響。()(3)正極是電子流出極。()(4)用導(dǎo)線連接的銅片和鋅片插入到稀H2SO4中，鋅片上有大量氣泡產(chǎn)生。()解析：(1)原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(3)正極是電子流入極。(4)H＋在銅片上被恢復(fù)成H2，銅片上會有大量氣泡產(chǎn)生。

答案：(1)×(2)√(3)×(4)×2．如下圖的裝置，能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是________。

解析：選EFA項中兩個電極一致；

B項中蔗糖是非電解質(zhì)；

C、D項沒有形成閉合回路；

故A、B、C、D都不符合原電池的構(gòu)成條件，不能產(chǎn)生電流。

[新知探究]探究1鋼鐵在潮濕空氣中長時間放置后外觀有褐色的銹斑，你知道銹斑的化學(xué)成分是什么嗎？提示：銹斑的主要成分是Fe2O3·xH2O。

探究2什么叫電化學(xué)腐蝕？寫出鋼鐵在潮濕的空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的正極回響式。

提示：金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池回響，對比活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕；

正極回響式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

[必記結(jié)論]1．電化學(xué)腐蝕金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池回響，對比活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。

2．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕[告成體驗]3．家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，展現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此過程中不能發(fā)生的化學(xué)回響是()A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3B．2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2C．O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．Fe－3e－===Fe3＋解析：選D只考慮到Fe與O2在室溫下不回響而錯選B。洗過的鐵鍋在空氣中放置，可發(fā)生吸氧腐蝕。電極回響式分別為負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

總回響式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，而Fe(OH)2在空氣中又易被氧化為Fe(OH)3。

4．如下圖，液面上浮著一個空心鐵球。數(shù)天后可查看到的現(xiàn)象是()①鐵球外觀展現(xiàn)紅棕色銹斑②鐵球外觀展現(xiàn)黑色銹斑③量筒內(nèi)水位下降④量筒內(nèi)水位上升A．①③B．①④C．②③D．③④解析：選B量筒中的空氣、溶有O2的食鹽水和鐵球(鐵碳合金)組成原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。其負(fù)極回響式是2Fe－4e－===2Fe2＋，正極回響式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。Fe2＋與OH－結(jié)合成Fe(OH)2，再被氧化成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫水成為Fe2O3·xH2O而在鐵球外觀展現(xiàn)紅棕色銹斑。由于量筒中的O2被吸收，所以量筒內(nèi)的水位會上升。

[新知探究]探究1鉛蓄電池作為電池的回響為：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，電池的正、負(fù)極材料是什么？電解質(zhì)溶液是什么？提示：正極材料：PbO2；

負(fù)極材料：Pb；

電解質(zhì)溶液；

稀H2SO4。

探究2常見的化學(xué)電源主要有①鋅錳干電池，②銀鋅紐扣電池，③鉛蓄電池，④鎳氫電池(用于電動自行車)。以上電池哪些屬于一次電池？哪些屬于二次電池？提示：①②屬于一次電池；

③④屬于二次電池。

探究3氫氧燃料電池回響原理示意圖如下：

該電池的正、負(fù)極分別是哪一極？試寫出正、負(fù)極的電極回響式。

提示：通入O2的一極為正極，通入H2的一極是負(fù)極。電極回響式分別為負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正極：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

[必記結(jié)論]1．化學(xué)電源的原理原電池原理。

2．化學(xué)電源的優(yōu)點化學(xué)電源的能量轉(zhuǎn)化率比燃料燃燒大的多。

3．化學(xué)電源的分類4．常見化學(xué)電源的組成[告成體驗]5．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。

(1)手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池。()(2)鋅錳干電池中，鋅電極是正極。()(3)氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為負(fù)極，發(fā)生恢復(fù)回響。()(4)廢舊電池需回收集中處理的理由是為了回收電池外殼的金屬材料。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×6．已知空氣-鋅電池的電極回響如下：

鋅電極：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；

石墨電極：O2＋H2O＋2e－===2OH－。

可以判斷石墨電極是()A．負(fù)極，發(fā)生恢復(fù)回響B(tài)．正極，發(fā)生氧化回響C．負(fù)極，發(fā)生氧化回響D．正極，發(fā)生恢復(fù)回響解析：選D空氣-鋅電池中，失去電子的一極是負(fù)極，發(fā)生氧化回響，得到電子的一極是正極，發(fā)生恢復(fù)回響。

[新知探究][告成體驗]7．在如下圖的裝置中，金屬a的金屬活動性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種表達(dá)不正確的是()A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大B．a(chǎn)是正極，b是負(fù)極C．導(dǎo)線中有電子滾動，電子從a極到b極D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化回響解析：選B鮮明，電極a、b與電解質(zhì)溶液稀H2SO4組成原電池，因活潑性a>b(碳棒)，所以a為電池的負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化回響，b為正極，H＋在外觀得電子，發(fā)生恢復(fù)回響。由于正極消耗H＋，故溶液中c(H＋)減小，pH增大，在外電路中，電子由a極流向b極。

———————————————[關(guān)鍵語句小結(jié)]————————————————1．構(gòu)成原電池的條件(1)具有活潑性不同的兩個電極；

(2)兩電極務(wù)必插入電解質(zhì)溶液中；

(3)形成閉合回路；

(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化恢復(fù)回響。

2．原電池工作原理口訣原電池分兩極(正、負(fù))；

負(fù)極氧化正(極)恢復(fù)；

電子由負(fù)(極)流向正(極)；

陽(離子)向正(極)陰(離子)向負(fù)(極)。

3．原電池正、負(fù)極的判斷化合價升高―→失去電子―→發(fā)生氧化回響―→負(fù)極；

化合價降低―→得到電子―→發(fā)生恢復(fù)回響―→正極。

4．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的電極回響和總回響負(fù)極回響：Fe－2e－===Fe2＋，正極回響：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總回響：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

[例1]將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液中，以下各表達(dá)錯誤的是()A．鋅片作負(fù)極，鋅發(fā)生恢復(fù)回響B(tài)．銅片作正極C．正極回響為：2H＋＋2e－===H2↑D．溶液中的H＋移向正極解析：選A該裝置為原電池，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化回響；

銅作正極，H＋向正極移動，在正極得電子，電極回響為2H＋＋2e－===H2↑，A錯，B、C、D正確。

(1)原電池工作中“三個方向”和“一個類型”：

(2)電極回響式的書寫：

1．在例1中：(1)測驗中查看到哪些現(xiàn)象？(2)電子的流向如何？若收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L，那么轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是多少？提示：(1)鋅電極不斷溶解，銅電極上產(chǎn)生H2。

(2)電子由負(fù)極(鋅片)經(jīng)導(dǎo)線流向正極(銅片)。

收集到H2為＝0.1mol，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×2＝0.2mol。

1．加快化學(xué)回響速率(1)分析：構(gòu)成原電池，加快了電子轉(zhuǎn)移，加快了化學(xué)回響速率。

(2)實例：測驗室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)回響制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。理由是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4的溶液形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。

2．對比金屬的活動性強(qiáng)弱(1)分析：原電池中，一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動性弱的金屬為正極。

(2)實例：有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，查看到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動性A>B。

3．金屬腐蝕的防護(hù)(1)分析：將被養(yǎng)護(hù)金屬設(shè)計成原電池的正極。

(2)實例：輪船在海里航行時，為了養(yǎng)護(hù)輪船不被腐蝕，可以在輪船上焊上一些活潑性比鐵更強(qiáng)的金屬，如Zn，這樣構(gòu)成的原電池Zn為負(fù)極，而Fe為正極，從而防止了鐵的腐蝕。

4．制作化學(xué)電源——設(shè)計原電池(1)分析：已知一個氧化恢復(fù)回響，首先分析找出氧化劑、恢復(fù)劑，一般恢復(fù)劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被恢復(fù)。即：

負(fù)極：恢復(fù)劑－ne－===氧化產(chǎn)物；

正極：氧化劑＋ne－===恢復(fù)產(chǎn)物。

(2)實例：利用氧化恢復(fù)回響Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu設(shè)計成如下圖的原電池。

a．該原電池的電極回響為：

負(fù)極(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化回響)；

正極(Cu)：Cu2＋＋2e－===Cu(恢復(fù)回響)。

b．裝置：

[例2]一個原電池總回響為：Zn＋M2＋===Zn2＋＋M。

(1)該原電池電極材料及電解質(zhì)可能是________。

(2)M可以是以下金屬中________。

A．MgB．FeC．CuD．Ag解析：(1)原電池總回響Zn＋M2＋===Zn2＋＋M可分為Zn－2e－===Zn2＋(氧化回響)，M2＋＋2e－===M(恢復(fù)回響)，發(fā)生氧化回響的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生恢復(fù)回響的一極為原電池的正極，因此，負(fù)極材料只能為Zn，正極上M2＋放電被恢復(fù)為M，電解質(zhì)為M的可溶性鹽，電極材料為活潑性比Zn弱的金屬(或?qū)щ姷姆墙饘?，如Cu、Fe、Pt(或石墨)等。故C正確。

(2)據(jù)(1)分析知M可以為比Zn