【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第4章 第1节 原电池 课件
高二化学选修四第四章-第一节-原电池习题教程文件
第四章电化学基础第一节原电池[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ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中，Cu2＋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－===Zn2＋；铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。
总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋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ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4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Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷。
Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO2－4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ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4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－===Zn2＋，2H＋＋2e－===H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。
人教版高二化学选修四第四章第一节原电池(18页)
A
Zn
Cu
A
Zn
Cu
CuSO4
ZnSO 4 CuSO 4
【探究】锌铜原电池的改进
【实验4-1】 实验现象：
——由两个半电池组成
有盐桥存在时电流计指针 发生偏转； 取出盐桥， 电流计指针即回到零点。
盐桥的作用
（1）构成闭合回路 （2）平衡电荷 （使溶液保持电中性）
盐桥中装有饱和的KCl溶液 和琼脂制成的胶冻,胶冻的 作用是防止管中溶液流出。
序为（ C ）
（A）X＞Y＞Z （B）X＞Z＞Y （C）Y＞X＞Z （D）Y＞Z＞X
原电池的运用：
2.改变化学反应速率 (1)实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌， 它产生H2的速率快。 (2)把Zn片加入CuSO4溶液置换出Cu，Cu附 着在锌片上形成原电池也可以加快反应速率。
原电池的运用：
此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
【探究】锌铜原电池的改进
指出上述原电池装置的正负极，并分别写出其 中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反 应方程式。
负极(锌片)： Zn －2e - = Zn 2+
正极(铜片)： Cu2+ + 2e - = Cu
电池反应:Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
池的示意图，并写出电极反应。
G
G
(-)
(+)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Zn
Pt
(-)
Zn
盐桥
C (+)
FeCl3 溶液
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
高二化学人教版选修四第4章 第1节
Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu _________________________ _________________________
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
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第四章 电化学基础
三、原电池的设计
1．外电路。
定向移动 2．内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作______________ 。 微点拨：只有自发进行的氧化还原反应才能设计原电池。
6 ．利用反应 Zn ＋ 2FeCl3===ZnCl2 ＋ 2FeCl2 ，设计一个原电池，在下边方 Pt 框 内 画 出 实 验 装 置 图 ， 并 指 出 正 极 为 _____________ ，电极反应式为 Zn 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ ___________________________________________ ； 负 极 为 _____________ ，电
Zn－2e－===Zn2＋ 极反应式为___________________________________ 。
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第四章 电化学基础
解析：根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是，首先将已知的反应 拆成两个半反应 ( 即氧化反应和还原反应 ) ： Zn － 2e － ===Zn2 ＋ ， 2Fe3 ＋ ＋ 2e － ===2Fe2＋；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用
部编人教版高二化学选修4《第4章电化学基础第1节原电池》课堂教学精品ppt课件
5．原电池的“盐桥”中装的必须是电解质，原电池工
作时导线上有电子通过，盐桥中也一定有电子通
过
()
提示：错误．因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电，电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电，故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子．
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一、原电池工作原理 1．原电池工作原理图示
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1．如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
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解析：依据构成原电池的四个必要条件分析：A中两电 极相同；C中没有构成闭合回路；D中酒精是非电解 质．唯有B符合条件． 答案： B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池．X、Y相连时，X为负极；Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1．原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断．对原电池而言，活
泼的金属是负极，活泼性较弱或能导电的非金属是 正极． (2)根据电流方向或电子流动方向判断．原电池中，电流 由正极流向负极，电子由负极流向正极．
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断．在原电 池内，阳离子移向正极，阴离子移向负极．
的关系)．
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不. 能实现该反应的原电池
是
()
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3 C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3
【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第4章 第3节 第1课时 电解原理 课件
• ●变式训练 • 1．(2013·高考北京理综)用石墨电极电解 CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是(
)
• A．a端是直流电源的负极 • B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－=====Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移 动， 阴极与直流电源的负极相连， 阳极与直流电源的正极相连， A 项正确；电解质在溶液中的电离是因为水分子的作用，与通 电无关， B 项错误； 电解过程中阳极上发生的反应为氧化反应， 阳极反应为 2Cl－－2e－=====Cl2↑，在阳极附近可观察到黄绿 色气体，C、D 项错误。
第四章
电化学基础
第解原理
新情境•激趣入题
• 1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入到 熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时，奇迹 发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属， 随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的 主要过程，当时在社会上引起轰动。这其中 的奥妙是什么呢？电解时物质的变化是如何
• • • •
2．电解产物的判断 (1)阳极产物的判断。 ①活性金属电极 电极金属失电子，被溶解，生成对应金属阳 离子。 • ②惰性电极(Pt、Au、C) • 阴离子失电子，生成对应非金属单质。 • 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－> 含氧酸根> F－。
• 使电流通过__________而在阴阳两个电极上 反应
电解质溶液
氧化还原
引起________ ____的过程。
• 2．电解装置及原理
电能 化学能
• (1)定义：将____转化为______的装置，叫 外加电源 做电解池或电解糟。 电解质溶液或熔融电解质 • (2)构成。
人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.1 原电池(共12张PPT)
例：写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据，确定电极材料。 如，发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液；若有盐桥 ，阳离子与电极相对应，电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意：生成难溶物沉积在电极上，不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极：氧化反应，还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极：还原反应，氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意：同时书写正负极反应式，以得失电子数 相等配平；书写单个电极反应式，化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥：装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用： ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥)，使电
解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……
【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第4章 第3节 第2课时 电解原理的应用 课件
• ●典例透析
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示 一个电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与 直流电源相连。请回答以下问题。
• (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶 液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚 酞试液，则： • ①电解池中X极上的电极反应式是 ___________________。 • ②Y电极上的电极反应式是 ________________________，检验该电极 反应产物的方法是 ________________________。 • ③该反应的总反应方程式是： ________________。 • (2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用
• 【解析】 (1)X为阴极：2H＋＋2e－ ===H2↑。Y为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，用 湿润的KI淀粉试纸可检验Cl2。 • (2)精炼铜时，粗铜接阳极。Y电极是粗铜，X 电极是精铜。 • 【答案】 (1)①2H＋＋2e－===H2↑ • ②2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的KI淀粉试纸 电解 ③2NaCl ＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 放在 Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①精铜 ②粗铜 Cu2＋＋2e－===Cu Cu－2e－===Cu2＋
【点评】 根据外 ―→ 判断阴极和阳极 电解原理 电极反 接电源 ――→ 应式等 电极材料
• ●变式训练 • 1．(2014·荷泽统考)金属镍有广泛的用途， 粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可 用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性Fe2＋ <Ni2＋<Cu2＋)。下列叙述正确的是( ) • A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋ ＋2e－===Ni • B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质 量的增加相等 • C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2＋和Zn2＋
【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第1章 化学反应与能量 章末专题复习 课件
量升高，ΔH>0。比较反应热的大小，是指
ΔH的相对大小，即包含有“＋”或“－”
• ΔH的单位“kJ·mol－1”并不是指每摩具体物 质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是 指给定形式的具体反应，以各物质的化学计 量数来计量其物质的量时伴随的能量变化， 因此当热化学方程式化学计量数发生变化 时，ΔH的值也随之发生变化。 • 2．燃烧热 • 燃烧热是指在25℃、101 kPa时1 mol纯物质 完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。 燃烧反应的反应热并不一定就是燃烧热，而 是要满足上述限定条件。不同的物质燃烧热
• ●变式训练
1． 已知反应： ①101 kPa 时， 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH ＝－221 kJ· mol－1 ②稀溶液中， H＋ (aq)＋ OH－ (aq)===H2O(l) kJ· mol－1 1 ③H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ· mol－1 2 ④H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ· mol－1 ΔH＝－57.3
• 3．中和热 • 中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生反应生 成1 mol水时放出的热量。中和反应的反应热 也应满足上述限定条件时，才表示中和热。 不同的中和反应其反应热可能不同，但中和 热的数值不变ΔH＝－57.3 kJ/mol。
• ●典例透析 • 【例1】 (2014·河南洛阳统考)下列热化学 方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正 确)( ) • A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋ 3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1(燃烧热) • B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋ H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热) • C．2NO2===O2＋2NO kJ·mol－1(反应热) ΔH＝＋116.2
【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第4章 第2节 化学电源 课件
• 2．二次电池充电、放电时两极发生的反应相 同吗？ • 提示：不相同。电池放电时，负极发生氧化 反应，充电时，作阴极发生还原反应；放电 时，正极发生还原反应，充电时，作阳极发 生氧化反应。 • 3．化学电源电极反应遵循最基本的规律是什 么？ • 提示：无论什么电池，电极反应规律都是负 极失电子被氧化，正极得电子被还原；两极
－ －
－ －
6．铅蓄电池 反应表示为： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 放电 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 充电
铅 蓄 电 池 的 优 点 ： 电压稳定 ________ 、使用方便 ________ 、安全可靠 ________ 、
价格低廉，又可以循环使用。 ________ 笨重 ，废弃电池，污染环境 缺点：比能量低 ________、______ __________________。
新知识•导学探究
• ●新知导学
化学能 转变为 原电池 原理，将________ 1．化学电池：是利用 ________ 电能 。 ________
2．化学电池的分类 一次 电池如普通锌锰电池 化学电池 二次 电池如铅蓄电池 燃料 电池如氢氧燃料电池
能量转换效率 • 3．化学电池的优点(1)化学电池的 ______________较高，供能稳定可靠。 形状和大小 容量不同 电压 • (2)可以制成各种 ___________ _____和 _____的电池及电池组。 • (3)使用方便，易于维护。 • 4．判断电池优劣的主要标准 输出电能 • (1)比能量：即单位质量或单位体积所能 __________的多少，单位(W·h)/kg或 输出功率 (W·h)/L。
2．电极反应式的书写类型 (1)根据装置书写电极反应式 ①先分析题目给定的图示装置，确定原电池的正负极上的 反应物质。 ②电极反应式的书写 负极：活泼金属或 H2 失去电子生成阳离子；若电解质溶 液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极
正版高中化学选修4课后习题标准答案-人教版
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案第一单元第一节化学反应与能量的变化1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量，叫做反应热，在恒压条件下，它等于反应前后物质的焓变，符号是ΔH，单位是kJ/mol。
例如1 mol H2(g)燃烧，生成1 mol H2O(g)，其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol。
2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成物的分子。
旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。
当反应完成时，若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大，则此反应为放热反应；若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小，反应物需要吸收能量才能转化为生成物，则此反应为吸热反应。
第二节第三节燃烧热能源1. 在生产和生活中，可以根据燃烧热的数据选择燃料。
如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氢气的燃烧热值均很高，它们都是良好的燃料。
2. 化石燃料蕴藏量有限，不能再生，最终将会枯竭，因此现在就应该寻求应对措施。
措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，农牧业废料、高产作物（如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生树木（如赤杨、刺槐、桉树等），经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇。
由于上述制造甲醇、乙醇的原料是生物质，可以再生，因此用甲醇、乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施。
3. 氢气是最轻的燃料，而且单位质量的燃烧热值最高，因此它是优异的火箭燃料，再加上无污染，氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料。
在当前，用氢气作燃料尚有困难，一是氢气易燃、易爆，极易泄漏，不便于贮存、运输；二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料，成本高。
如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破，则氢气能源将具有广阔的发展前景。
4. 甲烷是一种优质的燃料，它存在于天然气之中。
但探明的天然气矿藏有限，这是人们所担心的。
现已发现海底存在大量水合甲烷，其储量约是已探明的化石燃料的2倍。
如果找到了适用的开采技术，将大大缓解能源危机。
【精品备课资源包】2015年春高二下期化学人教版选修4 第1章 第1节 第2课时 热化学方程式中和热的测定 课件
化学反应与能量
第一章
第一节 化学反应与能量的变化
第一章 第2课时 热化学方程式
中和热的测定
新情境•激趣入题
• 阿基米德曾说过，给我一个足够长的杠杆， 我可以撬动地球，而化学能量就是推动人类 进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛 饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学 反应所释放的能量是现代能量的主要来源之 一。 • 化学反应同时存在着物质变化和能量变化， 化学反应中的物质变化可用化学方程式表示， 那么用什么方法可以既表示物质变化也表示 其能量变化呢？如何建立物质变化和能量变 化的定量关系呢？
• ●自主探究 • 1．热化学方程式与普通化学方程式有何区别？ • 温馨提示：
热化学方程式 C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.4 kJ/mol 右端有热效应值 必须标明反应物、生成物的聚集状态 普通化学方程式 高温 C＋H2O(g)=====CO＋H2 右端无热效应值 不标明聚集状态
新思维•名师讲堂
• 热化学方程式 • ●教材点拨 • 1．书写步骤 • (1)写出反应物、生成物的化学式，标明各物 质的状态。 • (2)依据已知确定各物的化学计量数，在生 成物右侧写出ΔH(焓变)的数值、单位及正、 负号。 • 2．注意事项
• 关于ΔH的单位“kJ·mol－1”并不是指每摩尔
4.18 J· (g· ℃)－1 ， 所 以 中 和 反 应 放 出 的 热 量 是 ： Q ＝ (m1 ＋ _____________ 0.418(t2－t1) m2)×c×(t2－t1)＝____________kJ 。
(2)又因 50 mL 0.50 mol· L－1 盐酸中含有 0.025 mol 的 H＋， 所以跟 0.025 mol 的 OH－发生中和反应， 生成 0.025 mol 的水， Q － 放 出 热 量 为 Q kJ ， 所 以 ： 中 和 热 ＝ kJ· mol 1 ＝ 0.025 0.418t2－t1 －1 ____________kJ· mol 。 0.025
高中化学_高二化学选修四第四章第一节原电池教学设计学情分析教材分析课后反思
第四章电化学基础第一节原电池高二年级一．教学目标（一）知识与技能：1.体验化学能与电能相互转化的探究过程；2.进一步认识原电池，牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件；能判断原电池的正.负电极，能写出电极反应式；3.了解简单原电池的缺点和改进方法；4.掌握盐桥的作用及工作原理。
（二）过程与方法：1.通过化学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。
2.通过对简单原电池装置的优化过程，进一步理解科学探究的意义；3.培养科学探究过程中的问题意识，敢于.善于发现问题并提出质疑，勤于思考；4.学会运用观察.实验等多种手段获取信息，并运用比较等方法对信息进行加工处理。
（三）情感态度与价值观：1.在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙所在；2.养成学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，养成学生的团队协作精神3.增强联系生活.生产实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识；激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
4.关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题，增强环境保护的意识，逐步形成可持续发展的思想。
二.教学重难点重点：盐桥的作用及原理，判断电极及电极反应方程式的书写。
难点：盐桥的作用及原理。
三.教法选择运用讲授.引导探究.分组实验.多媒体等多重形式辅助教学的方法。
四.教学用品烧杯.电流表.盐桥.导线.金属Cu.Zn和H2SO4.CuSO4.ZnSO4等溶液，能到电能的转化效率。
并在学生得出相关结论后，引出盐桥的概念。
【讲授】在学生讨论探究的基础上，对使用盐桥的目的进行讲述：1.避免电极材料与电解质直接接触反应2.沟通内电路【演示实验】（教材71页实验4-1），并解决下列问题：1.改进后的装置为什么能够持续.稳定的产生电流？2.盐桥在此的作用是什么？通过交流讨论，结合教材知识，改进试验方案，并准备验证结论【听讲】认真听老师讲解【观察.思考】仔细观察实验现象，验证之前的猜想握了获取知识的方法通过探究，让学生体会获取知识的快乐，同时引出本节课重点内容由实验来验证讲授内容，让学生更容易理解，也更能留下印象环节3 分析盐桥【讲授】介绍盐桥的构成：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶【思考与交流】让学生结合教材内容，总结盐桥的作用【知识拓展】（课件展示）原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。
2019-2020年高中化学 第四章 电化学基础 第一节 原电池教案(1) 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案（1）新人教版选修4教学过程图4-1学生实验观察记录实验现象并描述现象2019-2020年高中化学第四章电化学基础第一节原电池教案（2）新人教版选修4【引入】故事：1、意大利解剖学家和医学教授伽伐尼的发现。
2、伏打电池的发明。
伏打电池的出现，在化学发展史和人类历史上均具有里程碑式的意义。
现在，我们的生活中已离不开各种电池。
比如“嫦娥一号”使用的高能电池，手机使用的锂电池。
但其原理跟伏打电池是一样的。
今天，让我们一起研究一下这个原理。
【板书】第四节原电池原理及其应用【老师强调】本节课是一节以实验探究为主的新课，请大家认真阅读实验注意事项。
【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验：1、将锌片插入稀硫酸中：2、将铜片插入稀硫酸中：3、将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中：【学生活动】实验并观察现象【学生回答】1、锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气。
2、铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应。
3、铜片上有气泡。
【设疑】铜片上的气体是哪里来的？【学生活动】引导学生重点思考：1 、铜片上的气体是什么？2 、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？（分析出各种可能出现的情况）【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的，我们可以用实验来证明。
那么，如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流【演示实验】如右图所示：指导学生观察现象【学生回答】现象：电流计指针偏转结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。
【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用，使氢离子很难在锌片上直接得到电子【老师讲述】用导线连接锌片和铜片后，在锌片和铜片之间存在电位差（即电势差），导致电子的定向移动，形成电流。
人教版高二化学选修4课件全部ppt
一、热化学方程式 1．概念：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的 化学方程式，叫做热化学方程式。 2．表示意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的 物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
思考题1 下列说法中不正确的是( ) A．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 B．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的 量，不表示分子的个数 C．所有的燃烧都是放热反应 D．热化学方程式中分子式前面的化学计量数可以是分 数 答案 A 3．特点(与化学方程式比较) (1)指明了反应时的温度和压强，如在25 ℃、101 kPa下 进行的反应，可不注明。 (2)在化学方程式右边注明ΔH的符号、数值和单位。 (3)所有反应物和产物都用括号注明了它们的聚集状态。
一、放热反应与吸热反应的比较
比较 类 型
放热反应
吸热反应
定义 形成原因
与化学键强弱 的关系
表示方法
释放热量的化学反应
反应物具有的总能量大于生成物 具有的总能量
生成物分子成键时释放的总能量 大于反应物分子断键时吸收的总 能量
吸收热量的化学反应
反应物具有的总能量小于生成物 具有的总能量
生成物分子成键时释放的总能量 小于反应物分子断键时吸收的总 能量
答案 A
跟踪练习1 下列过程要吸收热量的是( )
A．○H○H →○H ＋○H
B．○H ＋○Cl →○H○Cl
C．H＋＋OH－→H2O 答案 A
D．C＋O2→CO2
知识点2：化学反应中的能量变化的考查 例2 下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能 量的是( ) A．氢气在氧气中燃烧 B．铁丝在氧气中燃烧 C．硫在氧气中燃烧 D．焦炭在高温下与水蒸气反应 解析 A、B、C三项均为放热反应，说明它们的反应物 的总能量大于生成物的总能量，多余的能量以热能的形式放 出；而D项为吸热反应，正好相反，故D项正确。 答案 D
《精品备课资源包》2015年春高二下期化学人教版选修4第4章第3节第1课时电解原理练习
第四章第三节第1课时一、选择题1．下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A．①②③④B．③④C．②③④D．③解析：电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。
电解池的两极只要能导电即可。
答案：B2．如图所示的装置能够组成电解池的是()解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。
答案：D3．(2014·杭州高二检测)用石墨作电极，电解1 mol/L下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是()A．HCl B．NaOHC．Na2SO4D．NaCl解析：由阴、阳离子的放电顺序知，电解HCl溶液实质是电解HCl，使pH增大，电解NaOH、Na2SO4溶液的实质是电解水；电解质溶液的浓度增大，故NaOH溶液pH增大，但Na2SO4溶液的pH不变，电解NaCl生成NaOH，使溶液pH增大。
答案：C4．(2014·辽宁开原联考)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。
下列实验现象中正确的是()A ．逸出气体的体积，a 电极的小于b 电极的B ．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C ．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色D ．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色解析：a 、b 电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H ＋＋4e －===2H 2↑和4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ；即a 极气体体积比b 极大。
a 极和b 极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色。
答案：D5．(2014·运城高二检测)如图所示装置中，a 、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈蓝色。
下列说法中不正确的是( )A ．x 是正极，y 是负极B ．a 极产生氢气，b 极生成I 2C ．a 极和Pt 电极都有气泡产生D ．U 形管中溶液的碱性增强解析：淀粉遇碘变蓝→b 极生I 2，即确定b 极发生反应2I －－2e －===I 2，则b 极是阳极，x 是负极，y 是正极，a 极H ＋放电，发生反应2H ＋＋2e －===H 2↑，产生氢气，U 形管中总反应式为2KI ＋2H 2O=====电解2KOH ＋H 2↑＋I 2，溶液的碱性增强，故A 错误，B 、D 正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu 2＋＋2e －===Cu,4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，C 正确。
《精品备课资源包》2015年春高二下期化学人教版选修4第4章第3节第2课时电解原理的应用练习
第四章 第三节 第2课时一、选择题1．关于电解NaCl 水溶液，下列叙述正确的是( )A ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B ．若在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液，溶液呈黄色C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 解析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，发生的反应是2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，故电解一段时间后电解液呈碱性。
电解时，阳极发生氧化反应：2Cl －－2e －===Cl 2↑，在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液时，发生反应2I －＋Cl 2===2Cl －＋I 2，故溶液呈黄色；阴极发生还原反应：2H ＋＋2e －===H 2↑，因而阴极附近的溶液呈碱性，滴入酚酞试液变红。
答案：B2．关于电解法精炼铜的下列说法正确的是( )A ．粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液B ．纯铜作阳极，粗铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液C ．电解结束后，溶液中Cu 2＋浓度不变D ．电解结束后，溶液中Cu 2＋浓度变大 解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO 4为电解质溶液，因粗铜中活泼金属失电子形成的阳离子如Zn 2＋，会逐渐代替Cu 2＋，故c (Cu 2＋)将会有所减小。
答案：A3．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置(C 1、C 2、C 3均为石墨)。
下列叙述正确的是( )A ．甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能B ．C 1、C 2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应C ．C 1上和C 3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同D ．甲中溶液的pH 逐渐升高，丙中溶液的pH 逐渐减小解析：本题考查原电池和电解池，考查考生结合实验装置判断电池类型和根据电极反应式分析问题的思维能力。
难度中等。
A项，甲图为原电池，将化学能转化为电能，乙、丙为电解池，将电能转化为化学能；B 项，C1、C2分别做电解池的阳极和阴极，原电池中Zn和Cu分别为负极和正极，分别发生氧化反应和还原反应；C项，C1和C3上均为Cl－失电子被氧化生成Cl2，甲中Cu片和丙中Fe 片上均生成H2；D项，甲中不断消耗H＋，溶液的pH升高，丙中生成NaOH溶液，pH也逐渐升高。
高二化学人教版选修四第4章 第1节 课堂
第四章第一节1．有关原电池的下列说法中正确的是(C)A．在外电路中电子由正极流向负极B．在原电池中负极发生还原反应C．阳离子向正极方向移动D．原电池中正极一定是不活泼金属解析：在外电路中，电子从负极流向正极；原电池中负极发生氧化反应；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动；原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，故选C。
2．下列装置可以构成原电池的是(C)解析：原电池构成的三个条件是：活泼性不同的两个电极，A错误；电解质溶液，B错误；构成闭合回路，D错误；C满足这三个条件。
3．(2017·山东枣庄二中高二月考)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(B)A．正极反应式：Zn－2e－===Zn2＋B．电池总反应式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外电路中，电子从正极流向负极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液解析：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，故A错误；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正、负两极反应式相加，得到总反应式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故B正确；根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，故C错误；根据原电池的工作原理，阳离子移向正极，即盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，故D错误。
4．(2017·湖北鄂南高中高二月考)原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法错误的是(A)A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋B．由Al、Cu稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋解析：铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O，故C正确；Al与浓硫酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。
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电化学基础
• 有关电化学的知识是无机化学中很重要的知 识，它既涉及到理论知识，又与元素化合物 知识密切相关。
• 燃料电池公共汽车
• 化学能与其它形式的能量可以相互转换，而 且严格遵守能量守恒定律。化学能和电能通 过一定的装置也可以相互转换，从能量转换 角度看，电化学反应过程(包括装置)可分两 类：一是化学能转换为电能，二是电能转换 为化学能。通过化学能和电能之间的相互转 换，能够使我们对氧化还原反应的认识及化 学反应中能量变化的认识更加深刻。
• 5．盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的 U 形管， 溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由 移动。试推断，盐桥中是通过什么微粒的定 向移动使整个装置构成回路的？ • 提示：是溶在琼脂溶胶中的电解质电离出的 阴阳离子，在电场中做定向移动的结果，在 此要特别注意的是盐桥中的电解质不会(或很 少)进入相连的两池中。
新思维•名师讲堂
• 原电池的构造及工作原理 • ●教材点拨
1．原电池的相关概念 (1)原电池的定义：将化学能转化为电能的装置叫做原电 池。 (2)原电池的电极。 负极：发生氧化反应，电子流出(流向正极)的一极。 正极：发生还原反应，电子流入(来自负极)的一极。
• (3)原电池中电荷的移动。 • 在氧化还原反应的过程中，在外电路(电解质 溶液以外)，电子由负极经导线(包括电流计 和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋 势，正极呈负电性趋势。由电性作用原理可 知，在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正 电荷)向正极移动，阴离子(带负电荷)向负极 移动。这样就形成了电荷连续定向移动，电 性趋向平衡的闭合电路。
• 你知道在上述水果电池中，电流的强弱与两 极的距离有什么关系吗？影响电流的因素还 可能有哪些呢？ • 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？我们这节课先一起复习一下有关原电 池的相关内容。
• 4．原电池的设计 还原性较强 • (1)用___________ 的物质作负极，向外电路 氧化性较强 提供电子；用____________的物质作正极， 电解质溶液 阴、阳离子的定向移 从外电路得到电子。 动 • (2)将两极浸在___________中，通过 导线 ___________________ ____形成内电路。 • (3)放电时负极上的电子通过_____流向正 极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构 成闭合回路。
• ●自主探究 • 1．为什么实验室用锌与稀H2SO4反应制H2， 在其他条件相同的条件下，用粗锌产生H2的 速率会更快？ • 提示：形成锌|稀H2SO4|杂质金属的原电池， 所以反应速率会更快。
• 2．镁、铝和NaOH溶液组成原电池，作负极 的应该是哪种金属？为什么？ • 提示：原电池的负极总是失电子发生氧化反 应，其正极总是得电子发生还原反应。哪个 电极与电解质溶液更易反应而失电子，就是 原电池的负极，不一定是较活泼的金属作负 极，而要看是否发生氧化反应。镁、铝和 aOH溶液组成的原电池中，铝能与NaOH溶 液反应，而镁尽管较为活泼但它不与NaOH 溶液反应，所以铝为原电池的负极。
• 3．某中学兴趣小组为了体验水果电池电流的 存在进行了下列装置的实验。用苹果一只， 铝片和锌片各一片，电流计一只，按图连接 好。在实验前，先用砂纸擦去表面的氧化膜， 实验时保持两金属插在苹果上不能直接接触。
• 你知道在上述水果电池中，电流的强弱与两 极的距离有什么关系吗？影响电流的因素还 可能有哪些呢？ • 提示：距离越近，电流越大。另外，电流大 小还与两金属片宽度以及两电极金属相对强 弱等因素有关。 • 4．盐桥在原电池中有何作用？ • 提示：(1)作用：使两个半电池中的溶液连成 一个通路。 • (2)优点：使原电池中氧化剂和还原剂近乎完 全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定
• 若化学反应的过程中有电子转移，我们就可 以把这个过程中的电子转移设计成定向移动， 即形成电流。所以只有氧化还原反应中的能 量变化才能被转化成电能；非氧化还原反应 中的能量变化不能设计成电池的形式被人类 利用，但可以以光能、热能等其他形式的能 量被人类应用。
• 2．构成原电池的条件 • (1)有两种活动性不同的金属(或一种非金属导 体)作电极。 • (2)电极材料均插入电解质溶液中。 • (3)两极相连形成闭合回路。 • (4)能自发地发生氧化还原反应。 • 提示：①原电池中，负极的金属性比正极的 金属性强。 • ②形成闭合回路的方式有多种，可以是导线 连接两个电极，也可以是两电极直接接触。
－ ＋ ＋ －
＋ ＋
• • • • • • •
3．原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极； 负极 相对活泼的金属作________； 正极 较不活泼的金属或非金属作 ________。 电解质 (2)________ 闭合 溶液。 (3)形成________ 回路。 氧化还原 (4)能自发地发生_________反应。
新知识•导学探究
• ●新知导学 • 1．原电池原理(以锌铜原电池为例) 电 氧化还原 化学 • 原电池是利用 _________反应原理将 _____ 能转化为______能的装置。 • 2．电极名称及电极反应 负 Zn－2e ===Zn2 氧化 • 锌片：____极，电极反应式为 ________________(_____ 反应 ) ； Cu2 ＋2e ===Cu 还原 正 • 铜片：___极，电极反应式为 ________________(_____ 反应 )； 2 2 Zn＋Cu ===Cu＋Zn • 总化学方程式： ______________________。
第四章
第一节 原电池
1
新情境•激趣入题
4 新考题•随堂自测
2
新知识•导学探究
5 新提升•达标作业
3 新思维•名师讲堂
6
新视点•专家博客
新情境•激趣入题
• 某化学兴趣小组为了体验水果电池电流的存 在进行了下列实验。用橘子一个，铝片和锌 片各一片，电灯泡一个，按图连接好。在实 验前，先用砂纸擦去金属表面的氧化膜，实 验时保持两金属插在橘子上不能直接接触。