1、投影、小篇子教学反思教师活动学生活动教师备注知识点一 原电池的工作原理一、【知识梳理】1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。2构成条件(1)有两个活泼性不同的电极(常见的为金属或石墨)。(2)将电极插入电解质溶液中。(3)两电极间构成闭合回路。3工作原理如图是CuZn原电池,请填空:(1)电极:负极为Zn,正极为Cu。(2)电极反应:负极:Zn2e=Zn2,正极:Cu22e=Cu。(3)原电池中的三个方向:电子方向:电子从负极流出经外电路流入正极;电流方向:电流从正极流出经外电路流入负极;离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。二
2、、【深度思考、认知无盲区】1盐桥的作用盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液,其作用是平衡两个烧杯中的阴、阳离子而导电,电路接通后,K移向正极,Cl移向负极。2原电池正、负极的判断原电池的正极、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。(1)判断的一般原则:根据电极材料:活泼金属为负极,不活泼金属(或非金属)为正极。根据电极反应:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。根据电子流向:电子流出(失去)的为负极,电子流入(得到)的为正极。根据离子的移动方向:阴离子移向的为负极,阳离子移向的为正极根据电极现象:质量不断减小(溶解)的为负极,质量增加的为正极。(2)判断电极的注意事项:判断电极时
3、,不能简单地依据金属的活泼性来判断,要看反应的具体情况,如在强碱性溶液中Al比Mg更易失去电子,Al作负极,Mg作正极;Fe、Al在浓硝酸中钝化后,比Cu等金属更难失去电子,Cu等金属作负极,Fe、Al作正极。三、【随堂基础落实】1.如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法不正确的是()AFe是负极,C是正极B负极反应式为:Fe3e=Fe3C内电路中阴离子移向FeCl2溶液D电流由石墨电极流向Fe电极解析:选B在负极Fe失去电子生成Fe2而不是Fe3。2某原电池的电池反应为:Fe2Fe3=3Fe2,与此电池反应不符的原电池是()A铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B石墨、铁片、Fe(NO3
4、)3溶液组成的原电池C铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池选C铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极,铁片为正极,原电池反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2。 化学电源1一次电池碱性锌锰干电池负极材料:Zn电极反应:Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料:碳棒2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)22二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应:负极:Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)。正极:PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)
5、2H2O(l)。总反应:Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应:阴极:PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)。阳极:PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)。2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O (1)化学电源的电极反应式一般较为复杂。正、负极反
6、应的加和是总反应方程式,总反应方程式减某一极反应方程式可得另一极反应方程式。(2)可充电电池充电时,电池的正极接外接电源的正极,电池的负极接外接电源的负极。(3)可充电电池的放电反应和充电反应不互为可逆反应。(4)书写燃料电池的电极反应式时,一定要注意溶液的酸碱性。3下列有关电池的叙述不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中,锌电极是负极选B锂离子电池可以充电,再次使用,属于二次电池,A项正确;铜锌原电池中铜为正极,故电流由铜流向锌,而电子是由锌流向铜,B项错误;电池的实质即是化学能转化成
7、电能,C项正确;Zn失去电子生成Zn2,作负极,D项正确。4高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。请回答下列问题:(1)高铁电池的负极材料是_。(2)放电时,正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2,则正极反应为_。(3)放电时,_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。电池的负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知,负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式负极反应式正极反应式
8、可知,正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH,正极生成了OH,碱性增强。答案:(1)Zn(2)还原FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH(3)正第二课时考点一原电池电极反应式的书写一、【学前提问】1从氧化还原反应的角度分析,原电池负极上的材料常作_剂,正极上的材料常作_剂,二者_数目相等。还原氧化得失电子2若电解质溶液呈酸性,电极反应中能否生成OH?若电解质溶液呈碱性,电极反应中能否生成H、CO2?不能不能3锂离子电池的总反应为LiLiMn2O4Li2Mn2O4,你能写出该电池的正极反应吗?LiMn2O4Lie=Li2Mn2O44你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗?C
9、H410OH8e=CO7H2O正极:2O24H2O8e=8OH二、【师生共同总结】书写原电池的电极反应式时,首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极,然后结合电解质溶液的环境确定电极产物,最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。1电极反应式书写的一般方法(1)拆分法:写出原电池的总反应。如2Fe3Cu=2Fe2Cu2。把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应,并注明正、负极,并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应:正极:2Fe32e=2Fe2,负极:Cu2e=Cu2。(2)加减法:写出总反应。如LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)
10、。如Lie=Li(负极)。利用总反应与上述的一极反应相减,即得另一个电极的反应式,即LiMn2O4Lie=Li2Mn2O4(正极)。2燃料电池电极反应式的书写第一步:写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为:CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步:写出电池的正极反应式:根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,电解质溶液不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四
11、种情况:a酸性电解质溶液环境下电极反应式:O24H4e=2H2O。b碱性电解质溶液环境下电极反应式:O22H2O4e=4OH。c固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式:O24e=2O2。d熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O22CO24e=2CO。第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式:电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物O2。例1(1)肼空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为_。(2) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为_;与MnO2Zn电池类似,K2FeO4Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应为_,该电池总反应的离子方程式为_。(3)铝电池性能优越,AlAgO电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为_。解析(1)“肼空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:N2H4 4e4OH=N24H2O。(2)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应,实质是KClO氧化Fe(OH)3,ClO 的还原产物应该是Cl;K2FeO4Zn组成碱性电池,K2FeO4在
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