高考化学总复习 跳出题海15大秘诀 4 原电池电极方程式书写技巧(含解析)
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原电池电极方程式书写技巧
【考点分析】
高考关于原电池的考题频频消灭,电极反应方程式的书写更是考查的重点。
分析近几年的高考试题,电极反应方程式的书写有两大类型:1.是依据题给图示书写电极方程式2.依据文字叙述书写。
【学情分析】
1.同学已有氧化还原反应、金属活动性、电解质溶液等学问基础,且已经复习原电池的基本原理部分;具备肯定的争辩分析、归纳总结的力量。
2.同学在解答新型原电池这类题时消灭思维无序、学问综合力量缺乏、对细节的把握力量差等问题,得分率往往是偏低的。
【教学目标】
学问力量:
1.把握原电池的构成条件,理解原电池的工作原理,能正确推断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式
2.能够灵敏、精确的猎取试题所给的相关信息,并与已知学问整合,在分析评价的基础上提高应用新信息的力量
过程与方法:
通过边讲边练、思维建模的方法,加强同学对新型原电池的电极反应式的书写。
情感态度价值观:
激发同学思维的广度和深度,全面替身学科素养。
【教学重难点】
重点:能在具体的情景中整合新旧学问,正确书写电极和电池反应方程式,特殊是燃料电池和新型电池。
难点:思维训练(怎样思考分析)。
【设计思路】
以同学主体,老师主导的教学模式,以讲练结合、思维建模的形式,通过常见课本中的原电池正负极方程式的书写,带动相关的基本概念和理论学问的复习,然后归纳总结规律,共建思维模型,形成书写电极方程式的方法和步骤。
接着,在用思维模型培育同学从试题供应的新信息中精确提取实质性内容,并与已知学问块整合,重组为新学问块的力量。
【教学过程】
原电池电极反应式的书写是同学学习《化学能与电能》学问时的一个重点和难点,有很多同学反映上课听不懂,题目做不出。
但其却是每年高考考查的热点。
如何精确书写原电池的电极反应式呢?
同学活动1:
锌铜原电池的总反应:
负极反应:
正极反应:
思考:1.找出总反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物并在电极反应中标出?说说总反应与电极反应的关系?留意得失电子的算法?
难点:得失电子的计算
答案:
【思维建模1】
总反应:还原剂+氧化剂 === 氧化产物+还原产物
负极:还原剂- n e-=== 氧化产物
正极:氧化剂+ n e-=== 还原产物
同学活动2:
碱性锌锰干电池的剖面图如图所示:
总反应:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH,
负极反应式为。
思考:1.为什么不能写Zn-2e-===Zn2+?为什么不能写Zn-2e-+ H2O===Zn(OH)2 + 2H+?
2.如何书写正极反应?
难点:正极和负极上的反应物及生成物推断,电池反应= 正极反应 + 负极反应
答案:Zn-2e-+ 2OH-== Zn(OH)2
【思维建模2】
原电池中电极反应式的书写方法1:
①找出在正极和负极上的反应物及生成物;
②分析元素化合价升降,计算电子转移;
③结合电解质溶液,依据原子守恒,电荷守恒配平写出半反应。
原电池中电极反应式的书写方法2:
电池反应= 正极反应 + 负极反应
同学活动3:
(1)铅蓄电池
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)。
负极电极反应;
正极电极反应;
(2)燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分酸性和碱性两种。
种类酸性碱性
负极反应式2H2-4e-===4H+2H2+4OH--4e-===4H2O
正极反应式O2+4e-+4H+===2H2O O2+2H2O+4e-===4OH-
电池总反应式2H2+O2===2H2O
思考:电解质溶液的酸碱性不同为什么会导致电极方程式的不同?电解质中移动的离子是如何影响电极方程式书写的?
难点:关注电解质溶液中的离子移动。
答案:(1)负极电极反应 Pb -2e-+ 2SO42-== PbSO4
正极电极反应 PbO2+4H++ SO42- + 2e- ===PbSO4+2H2O
【思维建模3】
酸性氢氧燃料电池:电解质溶液中的H+离子从负极移向正极。
碱性氢氧燃料电池:电解质溶液中的OH-离子从正极移向负极。
【课堂练习】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法:
(1)酸性条件
燃料电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O①
燃料电池正极反应式:O2+4H++4e-===2H2O②
①-②×2,得燃料电池负极反应式:。
(2)碱性条件
燃料电池总反应式:CH4+2O2+2NaOH===Na2CO3+3H2O①
燃料电池正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-②
①-②×2,得燃料电池负极反应式:。
(3)固体电解质(高温下能传导O2-)
燃料电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O①
燃料电池正极反应式:O2+4e-===2O2-②
①-②×2,得燃料电池负极反应式:。
(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下
电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O①
正极电极反应式:O2+2CO2+4e-===2CO②
①-②×2,得燃料电池负极反应式:。
【设计特色】
1. 由课本资源走向高考试题,是课本价值的充分利用,也实现了“教—学—考”的无缝对接。
2. 从常规试题走向原创、新型试题的中间桥梁是思维模型,也可说是由学问运用走向力量提升的可行途径。