2019年最新高中化学 第04章 电化学基础 专题4.1 原电池导学案 新人教版选修4(考试专用)
2019年高中化学 第四章 电化学基础 第一节 原电池学案 新人教版选修4
第一节 原电池[目标要求] 1.理解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。
3.会判断原电池的正、负极,能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。
一、原电池1.原电池定义:将化学能转变为电能的装置。
2.实质:将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能。
3.简单原电池的构成条件:①活泼性不同的两个电极,②电解质溶液,③形成闭合回路,④能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池的工作原理工作原理:利用氧化还原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得电流。
以铜锌原电池为例:1.在ZnSO 4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn 被氧化,锌原子失电子,形成Zn 2+进入溶液,从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片;CuSO 4溶液中,Cu 2+从铜片上得电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。
锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn -2e -===Zn 2+;铜为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu 2++2e -===Cu 。
总反应式为Zn +Cu 2+===Zn 2++Cu ,反应是自发进行的。
2.闭合回路的构成:外电路:电子从负极到正极,电流从正极到负极,内电路:溶液中的阴离子移向ZnSO 4溶液,阳离子移向CuSO 4溶液。
3.盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl 饱和溶液。
当其存在时,随着反应的进行,Zn 棒中的Zn 原子失去电子成为Zn 2+进入溶液中,使ZnSO 4溶液中Zn 2+过多,带正电荷。
Cu 2+获得电子沉积为Cu ,溶液中Cu 2+过少,SO 2-4过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在就避免了这种情况的发生,其中Cl -向ZnSO 4溶液迁移,K +向CuSO 4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。
知识点一 原电池1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( )答案 B解析 A 、D 项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B 项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn -2e -===Zn 2+,2H ++2e -===H 2↑;C 项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第一节原电池教学案新人教版选修4
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第一节原电池教学案新人教版选修4[课标要求]1.了解原电池的工作原理。
2.能正确书写原电池电极反应式和电池反应方程式。
3.能设计简单的原电池。
1.原电池构成“三条件”:(1)正、负两个电极。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
2.原电池正、负极判断“四方法”:(1)负极:①活泼性较强的金属;②电子流出的一极;③发生氧化反应的一极;④阴离子移向的一极。
(2)正极:①活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒);②电子流入的一极;③发生还原反应的一极;④阳离子移向的一极。
原电池及其工作原理1.原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。
(2)实质:利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。
(3)构成条件。
①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液;③形成闭合回路;④自发进行的氧化还原反应。
2.原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成,电流计指针发生偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu总反应式Zn+Cu2+===Zn2++Cu锌铜原电池装置如下[问题思考]1.锌铜原电池中正、负极材料是什么?写出正、负极反应式。
提示:Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu。
2.原电池装置中,盐桥中离子移动的方向是什么?提示:盐桥中的Cl-移向负极(ZnSO4溶液),K+移向正极(CuSO4溶液)。
3.原电池装置中,盐桥的作用是什么?提示:①形成闭合回路;②保持溶液中电荷守恒,使电池反应能持续发生。
1.原电池工作原理(1)原理图示(2)电极名称与反应类型:正极→还原反应;负极→氧化反应。
(3)电子流向:负极→正极。
(4)电流方向:正极→负极。
(5)离子流向:阳离子→正极;阴离子→负极。
(部编本人教版)最新年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.1 原电池教学案 部编本人教版选修4【经典练习】
4-1 原电池教学目标1.让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2.使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3.能够写出电极反应式和电池反应方程式.4.实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】 Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】为什么会产生电流呢?【回答】其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
高中化学第04章电化学基础专题4.1原电池导学案新人教选修41126328.doc
4-1 原电池【学习目标】1.以铜锌原电池为例,熟悉原电池的工作原理2.会正确判断原电池的正极和负极3.学会原电池电极反应式的书写方法【学习重难点】学习重点:原电池的工作原理及电极反应式的书写。
学习难点:原电池的工作原理及电极反应式的书写。
【自主预习】一.1.氧化还原反应的本质是2.原电池是将转化为的装置。
其本质是原理的应用。
二.原电池工作原理:1.知识回顾—以 Cu-Zn-硫酸铜原电池为例,如右图锌片:极,_________ 电子,发生________ 反应。
铜片:极,_________ 电子,发生________ 反应。
外电路:电子从极流入极内电路:________向负极移动,______ 向正极移动思考:如果用以上装置作电源,能持续稳定地产生电流吗?怎样进行改进?2.探究活动—有盐桥的原电池的工作原理:阅读课本P71页有关【实验4-1】的论述,结合图4-1,和上述“题1”的Cu-Zn原电池装置对照,实验装置有何变化_____________________根据实验,填写下表:【思考】原电池的工作原理是怎样的?(教材P72)【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行,再以适当的方式连接起来,就可以获得电流三.原电池的形成条件:(1)两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作,较不活泼的金属或能导电的非金属作;(2)有溶液;(3)形成回路;(4)能自发地发生反应。
四.原电池的设计方法—构成原电池的基本条件,是进行原电池设计的基本依据。
1、根据电池反应写出电极反应式,以2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)为例。
把以上反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应。
氧化反应(负极):;还原反应(正极):。
2.电极材料的选择:电池的电极必须导电。
一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,往往以负极反应为依据确定电极材料,这里选用为负极。
正极与负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料,且正极材料的活动性比Ag弱,多采用惰性电极C。
高中化学第四章电化学基础4.1原电池教案新人教版
原电池教学目标知识与技能:1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.过程与方法:1、通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2、实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观:过一些实验和科学探究过程,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】: Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】:为什么会产生电流呢?【回答】:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
人教版高中化学选修4第四章 第一节《原电池》导学案
ZnCu× (人教版选修4)第四章 电化学基础第一节 《原电池》导学案【学习目标】: 1、了解原电池原理;2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件;电极反应式的书写;3、理解铜锌原电池的原理与结构。
【重、难点】:原电池原理【学习过程】一、原电池组成及结构1、原电池是把 转变为 的装置。
原电池反应的本质是 反应。
2、原电池的构成条件: 讨论:以下哪些装置可以形成原电池:3、原电池工作原理如右图所示,组成的原电池: 当电解质溶液为稀H 2SO 4时: Zn 电极是____(填“正”或 “负”)极,其电极反应为 ,该反应是 (填“氧化”或“还原”,下同)反应; Cu 电极是___极,其电极反应为 ,该反应是 反应。
4、小结:原电池正负极判断【思考】:1.理论上应看到只在铜片上有大量气泡,而实际上锌片上也有大量气泡产生,这是什么原因导致的呢?2.实验发现该装置不能提供持续稳定的电流,为什么?3.如何设计实验来避免和克服1和2中的问题呢?解决办法:如右图所示●盐桥:通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。
现象:有盐桥存在时电流计指针,即(有或无)电流通过电路。
取出盐桥,电流计指针,说明(有或无)电流通过。
【思考】:改进后的原电池有哪些优点?盐桥在此的作用是什么?●盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式,使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移,为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件,也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
●盐桥制法:(1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙),将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
(2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管,用棉花堵住管口即可.【练习】:利用Zn+2Ag+===Zn2++ Ag设计盐桥原电池小结:设计原电池的思路【巩固练习】【疑点反馈】:(通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识,请记录下来)【基础达标】1.关于原电池的叙述中正确的是()A.构成原电池的两极必须是两种不同金属B.原电池是将化学能转化为电能的装置C.原电池工作时总是负极溶解,正极上有物质析出D.原电池的正极是还原剂,总是溶液中的阳离子在此被还原2.下列反应可用于设计原电池的是()A.H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2OB.2FeCl3+Fe===3FeCl2C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑D.NaCl+AgNO3===NaNO3+AgCl↓3.有关原电池的下列说法中正确的是()A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中,只有金属锌作为负极C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动D.原电池工作时,阳离子向负极方向移动4.如图所示的装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。
2019年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.2 化学电池教学案 新人教版选修4
4-2 化学电源教学目标1.了解电池的一般分类,2.了解常见的化学电源的种类及其原理,知道它们在生产生活和国防中的应用3.掌握几种典型化学电池的电极反应4.引导学生自主学习,了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识教学重点:掌握几种典型电池的用途和特点。
教学难点:掌握几种典型化学电池的电极反应教学过程:【情景导入】在日常生活中,你用过那些电池?你知道电池的其它应用吗?【交流结果】干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池,电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等,那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。
【板书】第二节化学电源【指导阅读】阅读教材74页,思考下列问题1、目前化学电池主要分为哪几个大类?在性能等方面它们各有什么特点?2、化学电池与其他能源相比有哪些优点?3、判断电池的优劣标准主要是什么?【板书】化学电池1、概念:是将化学能转化为电能的装置①一次电池又称不可充电电池——如:干电池2、分类:②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池①能量转换效率高,供能稳定可靠3、优点:②可以制成各种形状和大小、不同电压的电池,使用方便③易维护,可在各种环境下工作。
【投影】图4-2电池及其用途。
面对许多原电池,我们怎样判断其优劣或适合某种需要?①比能量:[符号(A·h/kg),(A·h/L)]【板书】4、电池优劣的判断标准:②比功率:【符号是W/kg,W/L)】③比时间:电池的储存时间的长短【过渡】展示出几种一次电池:普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等,下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。
【板书】一、一次电池1、碱性锌锰干电池:负极(锌筒):Zn +2OH-—2e—= Zn(OH)2;正极(石墨):正极:2MnO2+2H2O+2e-= 2MnOOH+2OH-电池的总反应式为:Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)2【讲解分析】比普通锌锰干电池好,比能量和储存时间有所提高,使用于大电流和连续放电,是民用电池更新换代产品。
2019高中化学第四章电化学基础4.1原电池教案
原电池教学目标知识与技能:1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.过程与方法:1、通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2、实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观:过一些实验和科学探究过程,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】: Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】:为什么会产生电流呢?【回答】:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
2019年最新高中化学 第04章 电化学基础 专题4.1 原电池教学案 新人教版选修4(考试专用)
4-1 原电池教学目标1.让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2.使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3.能够写出电极反应式和电池反应方程式.4.实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】 Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】为什么会产生电流呢?【回答】其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
人教版2019年高中化学第04章电化学基础章末复习导学案选修4
第四章电化学基础章末复习【学习目标】1、原电池2、化学电源3、电解池4、金属的电化学腐蚀与防护教学重点:归纳整理电化学原理的相关理论的理解与运用教学难点:电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1.概念:将_____________转化为______________的装置叫做_______________ 。
2.组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3.电子流向外电路:____________ 极——导线—— _______________极内电路:盐桥中_____________离子移向负极的电解质溶液,盐桥中___________离子移向正极的电解质溶液。
4.电极反应以锌铜原电池为例:负极:____________ 反应:______________(较活泼金属)正极:_____________ 反应:____________________(较不活泼金属)总反应式:_________________5.正、负极的判断(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向 ______________。
(3)从电流方向 _______________________ 。
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①溶解的一极为____________________②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是()A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是()A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3 e-==Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-==Cu2+知识点二、化学电源1.电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2.化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3.化学电池的分类:_________________、__________________、__________________ (1)一次电池常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(2)二次电池①二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
推荐学习高中化学第四章电化学基础4.1原电池教案
原电池教学目标知识与技能:1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.过程与方法:1、通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2、实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法。
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观:过一些实验和科学探究过程,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
【提问】:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?【学生】: Zn+2H+=Zn2++H2↑【讲解】:为什么会产生电流呢?【回答】:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
高中化学第04章电化学基础章末复习导学案新人教选修4
第四章电化学基础章末复习【学习目标】1、原电池2、化学电源3、电解池4、金属的电化学腐化与防备教课要点:概括整理电化学原理的有关理论的理解与运用教课难点:电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1.观点:将 _____________转变为 ______________的装置叫做 _______________ 。
2.构成条件①两个开朗性不一样的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3.电子流向外电路: ____________ 极——导线——_______________ 极内电路:盐桥中_____________ 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中___________离子移向正极的电解质溶液。
4.电极反响以锌铜原电池为例:负极: ____________ 反响: ______________(较开朗金属)正极: _____________反响:____________________(较不开朗金属)总反响式: _________________5.正、负极的判断(1)从电极资料:一般较开朗金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向 ______________ 。
(3)从电流方向 _______________________ 。
( 4)依据电解质溶液内离子的挪动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极( 5)依据实验现象①溶解的一极为 ____________________② 增重或有气泡一极为正极【例题 1】以下对于原电池的表达正确的选项是()A. 构成原电池的正极和负极一定是两种不一样的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被复原D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极【例题 2】原电池的电极名称不单与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,以下说法中不正确的选项是()A.有 Al 、 Cu、稀 H2SO4构成原电池,其负极反响式为:Al-3 e - ==Al 3+B. Mg、 Al 、 NaOH溶液构成原电池,其负极反响式为:-6e--+ 4H2O 2Al + 8OH -=2AlO2C.由 Fe、 Cu、FeCl 3溶液构成原电池,其负极反响式为:Cu-2e - ==Cu2+D.由 Al 、 Cu、浓硝酸构成原电池,其负极反响式为:Cu-2e - ==Cu2+知识点二、化学电源1.电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2.化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3.化学电池的分类:_________________ 、 __________________、 __________________(1)一次电池常有一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(2)二次电池①二次电池:放电后能够再充电使活性物质获取重生,能够多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
4.1.1原电池(导学案)高二化学(人教版2019选择性必修1)
第四章《化学反应与电能》导学案第一节原电池的工作原理第一课时原电池的工作原理【学习目标】1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用;2.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理;3.了解原电池及常见化学电源的工作原理,理解原电池的构造组成;4.能分析、解释原电池的工作原理,能设计简单的原电池及创造性实验设计。
【学习重难点】重点:原电池原理、盐桥的作用、探究能力的培养;难点:原电池设计改进、探究能力的培养。
【课前预习】旧知回顾一、原电池的知识总结1.定义:将化学能转化为电能的装置叫做原电池_。
2.组成条件(1)两个活泼性不同的电极【注意】①其中一个电极的金属性相对较活泼,另一个相对较不活泼,如:金属与金属、金属与非金属。
②燃料电池中两极选石墨或铂电极。
(2)电解质溶液(3)电极用导线相连并插入电解液,构成闭合回路(4)自发的氧化还原反应3.原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向外电路中电子的流向:负极——导线——正极外电路中电流的流向:正极——导线——负极内电路中离子的迁移:阴离子移向负极溶液,阳离子移向正极溶液。
【课中探究】情境导入:我们生活中无处不见电池的使用,户外运动检测的电子手表;、笔记本电脑很多家用电器都需要使用电池;还有近几年推行的环保交通工具,电动汽车,它的主要核心就是在电池的技术,那么大家知道电池的能量是如何转化的吗?一、原电池原理(铜锌原电池为例)活动1、铜锌原电池原理的梳理任务1:实验演示:将锌片和铜片分别用夹子夹好与电流表串联,再同时插入到盛有CuSO4溶液的烧杯中,如图所示:【讨论1】1.观察两电极的现象,电解质溶液的现象及电流表的读数如何变化?【答题要点】1.原电池工作中两极的现象:①锌片逐渐溶解,铜片一极厚度变大,颜色仍是红色;②CuSO4溶液颜色逐渐变浅;③电流表的指针发生偏转。
【讨论2】原电池工作时,电子,电流的移动方向及两极反应式的书写。
【答题要点】1.原电池中电子流动方向和电流方向①外电路:电子的移动:由负极(Zn片)→导线→正极(Cu片)。
新人教版高中化学选修4 4.1 原电池(导学案教师版)
第四章 电化学基础 第一节 原电池【学习目标】1.了解双池型原电池的结构与特点;2.深入理解原电池的工作原理;3.会书写电极反应式、电池反应式;【学习重点】 原电池原理、电极反应式、电池反应式的书写【学习难点】电极方程式的书写课前预习温故而知新1:如右图回答问题:1、定义:把 化学能 转换为 电能 的装置。
2、写出Zn 片和Cu 片上发生的电极反应和电池总反应负极: Zn-2e-=Zn 2+ 发生 氧化 反应正极: 2H ++2e -=H 2↑ 发生 还原 反应总反应: Zn+2H + =Zn 2++ H 2↑3、图上注明外电路中的电子流向。
内电路:阳离子向__正_____极移动,阴离子向_负______极移动。
总结:外电路:电子从 负 极流向 正 极,电流从 正 极流向 负 极。
内电路:阴离子移向 负 极,阳离子移向 正 极,电流从 正 极流向 负 极。
4、电解质溶液的作用 导电,形成闭合回路5、原电池工作原理:反应过程中, 负 极失电子,发生 氧化 反应,电子经导线流向 正 极,电解质溶液电离出的 阳 离子在该极得电子,发生还原 反应。
温故而知新2:形成原电池的条件:1、_自发的氧化还原反应_______________________2、_ 两个活泼性不同的电极____________________3、__电解质溶液______________________________4、_形成闭合回路课内探究科学探究1:【学生探究实验一】利用提供的仪器和药品组装以反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑为原【学生探究实验二】利用提供的仪器和药品组装以反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu为原【交流讨论】以上两个试验中实际现象与预期现象产生差异的原因,如何改进装置使原电池中产生稳定、较强的电流,提高电池的使用效率?Zn与硫酸铜直接接触,部分化学能转化为了电能。
科学探究2 :新知识梳理:【小组交流讨论】(1)写出装置【科学探究2】中电极反应式和原电池的总反应。
高中化学《化学反应原理》4.1原电池教案新人教版选修4
第四章电化学基础§4.1 原电池一、探究目标体验化学能与电能相互转化的探究过程二、探究重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
三、探究难点通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
四、教学过程【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§ 4.1原电池一、原电池实验探究讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799 年意大利物理学家 ---- 伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】( 铜锌原电池) ×Cu Zn 实验步骤现象1、锌片插入稀硫酸2、铜片插入稀硫酸3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H + ) 如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】( 1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?学生:Zn+2H+2+2↑=Zn +H讲:为什么会产生电流呢?答:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。
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4-1 原电池【学习目标】1.以铜锌原电池为例,熟悉原电池的工作原理2.会正确判断原电池的正极和负极3.学会原电池电极反应式的书写方法【学习重难点】学习重点:原电池的工作原理及电极反应式的书写。
学习难点:原电池的工作原理及电极反应式的书写。
【自主预习】一.1.氧化还原反应的本质是2.原电池是将转化为的装置。
其本质是原理的应用。
二.原电池工作原理:1.知识回顾—以 Cu-Zn-硫酸铜原电池为例,如右图锌片:极,_________ 电子,发生________ 反应。
铜片:极,_________ 电子,发生________ 反应。
外电路:电子从极流入极内电路:________向负极移动,______ 向正极移动思考:如果用以上装置作电源,能持续稳定地产生电流吗?怎样进行改进?2.探究活动—有盐桥的原电池的工作原理:阅读课本P71页有关【实验4-1】的论述,结合图4-1,和上述“题1”的Cu-Zn原电池装置对照,实验装置有何变化_____________________根据实验,填写下表:【思考】原电池的工作原理是怎样的?(教材P72)【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行,再以适当的方式连接起来,就可以获得电流三.原电池的形成条件:(1)两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作,较不活泼的金属或能导电的非金属作;(2)有溶液;(3)形成回路;(4)能自发地发生反应。
四.原电池的设计方法—构成原电池的基本条件,是进行原电池设计的基本依据。
1、根据电池反应写出电极反应式,以2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)为例。
把以上反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应。
氧化反应(负极):;还原反应(正极):。
2.电极材料的选择:电池的电极必须导电。
一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,往往以负极反应为依据确定电极材料,这里选用为负极。
正极与负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料,且正极材料的活动性比Ag弱,多采用惰性电极C。
本例也可用等金属3.电解质溶液的选择。
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。
本例电解质溶液要含有,可以为溶液。
但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的,如下图,图中的X是,Y是4.形成闭合回路。
五.电极反应式的书写:1.如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极规律(负氧正还)书写电极反应式。
2.如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应,再选择某一极上的简单变化情况去写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或用总反应式减去已写出的电极反应式即可。
【例题】将镁片和铝片用导线相连,分别同时插入稀H2SO4和NaOH溶液中,写出电池总反应方程式和两池中的电极反应式①Mg—Al—稀H2SO4原电池:②Al—Mg—NaOH原电池:【预习检测】1.关于右图装置的叙述,正确的是( )A.铜是负极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原后生成H22.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( )A.原电池中失去电子的一极为负极B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C.原电池中相对活泼的一极为正极D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极合作探究探究活动一:原电池的工作原理1.按右图所示装置,完成实验并回答下列问题:(1)有关的实验现象是①锌片,铜片,CuSO4溶液颜色。
②检流计的指针,该装置中的能量变化是。
(2)电子流动方向和电流方向①外电路:电子由电极经过导线流向铜电极,电流由铜电极流向电极。
②内电路:电流由电极流向电极。
(3)电极反应:负极反应式是;正极反应式是;总反应式是。
(4)用温度计测量溶液的温度,其变化是,原因是还有。
2.按下图所示装置,完成实验,并回答下列问题:(1)实验过程中,你能观察到的实验现象是。
(2)用温度计测量溶液的温度,其结果是,由此可说明。
(3)离子移动方向①硫酸锌溶液中:向盐桥移动;②硫酸铜溶液中:向铜极移动;③盐桥中:K+移向区(CuSO4溶液),Cl-移向区(ZnSO4溶液)。
(4)若取出装置中的盐桥,检流计的指针是否还会发生偏转?为什么?3.实验结论:与问题1中的原电池装置相比较,问题2中双液原电池具有的特点是(1)具有盐桥。
取下盐桥,。
(2)两个半电池完全隔开,Cu2+无法移向锌片,可以获得。
[归纳总结]1.原电池原理是把进行,还原剂在极上失去电子发生反应,电子通过导线流向正极,氧化剂在极上得到电子发生反应。
2.原电池电极及电极反应特点(1)为电子流出极,相对活泼,通常是活动性的金属或某些还原剂,电极被,发生。
(2)为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被,发生。
3.原电池的设计从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。
(1)电解质溶液:一般能与反应,或者溶解在溶液中的物质(如O2)与反应。
(2)电极材料:一般较活泼的金属作,较不活泼的金属或非金属导体作。
【学以致用】1.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是( )A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-===Al3+B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-===Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-===Cu2+2.利用反应Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2设计一个原电池,正极为______,电极反应式为________________________________________________________________________;负极为________,电极反应式为_____________________________________________;电解质溶液是______________。
探究活动二:原电池的电极判断及电极反应式的书写1.原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。
试填写下表:2(1)正极反应;负极反应_________________________________________________________;总反应方程式_________________________________________________________。
(2)正极反应___________________________________________________________;负极反应__________________________________________________________;总反应方程式________________________________________________________。
3.有一纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
(1)Zn发生反应,是极,电极反应式是。
(2)Ag2O发生反应,是极,电极反应式是。
[归纳总结]1.一般电极反应式的书写方法(1)定电极,标得失。
按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出电极反应产物,找出得失电子的数量。
(2)看环境,配守恒。
电极产物在电解质溶液的环境中,应能稳定存在,如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。
电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。
(3)两式加,验总式。
两电极反应式相加,与总反应方程式对照验证。
2.已知电池总反应式,书写电极反应式(1)分析化合价,确定正极、负极的反应物与产物。
(2)在电极反应式的左边写出得失电子数,使得失电子守恒。
(3)根据质量守恒配平电极反应式。
(4)=-【学以致用】3.如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。
下列有关说法正确的是( )A.Fe比Pb活泼,始终作负极B.Fe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解C.电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想【学习小结】【巩固练习】1.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++CuC.在外电路中,电流从负极流向正极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液2.关于原电池的叙述中正确的是( )A.构成原电池的两极必须是两种不同金属B.原电池是将化学能转化为电能的装置C.原电池工作时总是负极溶解,正极上有物质析出D.原电池的正极是还原剂,总是溶液中的阳离子在此被还原3.若某装置发生如下反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑,关于该装置的有关说法正确的是( )A.该装置一定为原电池B.该装置为电解池C.若为原电池,Cu为正极D.电解质溶液可能是硝酸溶液4.如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池,某实验兴趣小组同学做完实验后,记录如下:①Zn为正极,Cu为负极②H+向负极移动③电子流动方向为Zn―→Cu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生的H2为0.5 mol ⑥正极反应式:Zn-2e-===Zn2+则上述描述合理的是( )A.①②③ B.③④⑤C.①⑤⑥ D.②③④5.(1)将Al片和Cu片用导线相连,插入稀H2SO4中组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al片( )_________________________________________________________________,Cu片( )__________________________________________________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNO3中能否组成原电池?________(填“能”或“不能”),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应式:(若不能,此问不用作答) Al片( )_________________________________________________________________,Cu片( )_________________________________________________________________。