化學(xué)能與熱能教案第一課時(shí)

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(shí)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(shí)，所含元素的化合價(jià)如何變化？提示：元素原子失去電子的回響稱(chēng)為氧化回響；

物質(zhì)發(fā)生氧化回響時(shí)，元素的化合價(jià)升高。

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

物質(zhì)發(fā)生恢復(fù)回響時(shí)，元素的化合價(jià)降低。

3．銅和鋅都與稀硫酸回響嗎？若回響，請(qǐng)寫(xiě)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(dòng)與探究，完成表格。

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

探究3請(qǐng)從電子流向和離子移動(dòng)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(guò)導(dǎo)線流向正極；

故在電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，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(chēng)及電極回響3．原電池正、負(fù)極的判斷方法[告成體驗(yàn)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)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(huì)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(xiàng)中兩個(gè)電極一致；

B項(xiàng)中蔗糖是非電解質(zhì)；

C、D項(xiàng)沒(méi)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(zhǎng)時(shí)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(xiě)出鋼鐵在潮濕的空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)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(duì)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(duì)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(yàn)]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(guò)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(cuò)選B。洗過(guò)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(gè)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(huì)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(jiàn)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(dòng)自行車(chē))。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(xiě)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(diǎn)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(lèi)4．常見(jiàn)化學(xué)電源的組成[告成體驗(yàn)]5．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)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(yàn)]7．在如下圖的裝置中，金屬a的金屬活動(dòng)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(dòng)，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(yǔ)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(gè)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(yáng)(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(jià)升高―→失去電子―→發(fā)生氧化回響―→負(fù)極；

化合價(jià)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(cuò)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(dòng)，在正極得電子，電極回響為2H＋＋2e－===H2↑，A錯(cuò)，B、C、D正確。

(1)原電池工作中“三個(gè)方向”和“一個(gè)類(lèi)型”：

(2)電極回響式的書(shū)寫(xiě)：

1．在例1中：(1)測(cè)驗(yàn)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(shí)例：測(cè)驗(yàn)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(duì)比金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(1)分析：原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。

(2)實(shí)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(dòng)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(jì)成原電池的正極。

(2)實(shí)例：輪船在海里航行時(shí)，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(jì)原電池(1)分析：已知一個(gè)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(yáng)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(shí)例：利用氧化恢復(fù)回響Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu設(shè)計(jì)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(gè)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