魯科版選修四《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》學(xué)案

最新魯科版選修四化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池學(xué)案電池學(xué)案原電池學(xué)習(xí)目標(biāo)1、以銅 鋅 為例 ,從分析氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)入手,領(lǐng)會(huì)原電池的工作原理。2、通過(guò)電子的得失很容易書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。3、認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害,通過(guò)試驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。4、體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程的實(shí)際意義及重要應(yīng)用。一、原電池原理1、原電池形成的條件（ 1）兩個(gè)活潑性的電極 ,二者（如相互接觸）或相連 ,插入中。（ 2）形成回路。（ 3）總反應(yīng)為能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)。2、正極、負(fù)極的判斷3、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和電荷移動(dòng)方向（ 1）電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)負(fù)極：, 電極反應(yīng)式：。正極：, 電極反應(yīng)式：。電池反應(yīng)：。（ 2）電荷移動(dòng)方向電子由釋放 ,經(jīng)沿導(dǎo)線流入, 電解質(zhì)溶液中的移向正極 ,在1 / 4其表面得電子被；活潑負(fù)極失電子,形成一個(gè)閉合回路。二、金屬的腐蝕1、概念金屬與周圍的空氣或液體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)面引起損耗的現(xiàn)象。2、分類一般分為腐蝕和腐蝕兩種。3、電化學(xué)腐蝕（ 1）概念：的金屬暴露在潮濕的空氣中或跟接觸時(shí) ,由于形成而發(fā)生腐蝕。（ 2）分類析氫腐蝕：在金屬外面的水膜呈性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕。負(fù)極反應(yīng)：。正極反應(yīng)：。電池反應(yīng)：。吸氧腐蝕在金屬外面的水膜很弱或呈,溶解一定量時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕。負(fù)極反應(yīng)：。正極反應(yīng)：電池反應(yīng)：。三、金屬的防護(hù)1、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其成為耐腐蝕金屬,如制成合金、等2、加防護(hù)層 ,如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。3、電化學(xué) 防護(hù)（ 1）犧牲陽(yáng)極保護(hù)法原理（陰極）：被保護(hù)的金屬設(shè)備（陽(yáng)極）：比較保護(hù)的金屬活潑的金屬（ 2）外加電流陰極保護(hù)法原理；被保護(hù)的金屬設(shè)備；惰性電極例題 1、下列敘述是小明做完銅、鋅原電池的實(shí)驗(yàn)后得出的結(jié)論和認(rèn)識(shí),你認(rèn)為正確的是A 、構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬2 / 4B 、由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負(fù)極C、電子沿外導(dǎo)線由鋅流向銅,通過(guò)硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣D、銅鋅原電池工作時(shí),若有 13 克鋅被溶解 ,電路中就有0.4mol 電子通過(guò)解析：兩種活潑性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池,但不能因此說(shuō)構(gòu)成原電池電極的材料一定都是金屬,例如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池。在原電池中,活潑金屬中的電子流向不活潑的電極,因此活潑金屬 是負(fù)極。但電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液,應(yīng)該是氫離子在銅極上得到由鋅沿外導(dǎo)線轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的電子。銅鋅原電池工作時(shí),鋅負(fù)極失電子,電極反應(yīng)為 Zn2eZn2+, 1molZn 失去 2mol 電子 ,0.2mol 鋅（質(zhì)量為13g）被溶解 ,電路中有 0.4mol 電子通過(guò)。故選D。答案： D例題 2、如圖所示是可用于測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖,其中 A 、B 是兩塊純銅片,插在CuSO4 稀溶液中 ,銅片與引出導(dǎo)線相連,引出端分別為 X 、Y 。（ 1）當(dāng)以 I=0.21A 的電流電解 60min 后,測(cè)得銅片 A 的質(zhì)量增 加了0.25g,則右圖裝置中的X 端應(yīng)與直流電的極相連 ,它是電解池的極。（ 2）電解后銅片B 的質(zhì)量。（填“增加”、“減少”或“不變”）（ 3）列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的阿伏加德羅常數(shù)N A。（已知電子電量 e=1.6 10- 19C）解析：本題把化學(xué)電解原理與物理電學(xué)知識(shí)有機(jī)綜合起來(lái),較好地考查了理化學(xué)科綜合能力 ,充分反應(yīng)理綜卷試題綜合特點(diǎn)及組合試卷優(yōu)勢(shì)。答案：（ 1）負(fù)陰（2）減少（ 3）6.02 1023例題 3、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（）A 、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B 、生鐵比軟鐵心（幾乎是純鐵）容易生銹C、鐵質(zhì) 器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生成鐵銹D、銀質(zhì)獎(jiǎng)牌長(zhǎng)期放置后在其獎(jiǎng)牌的表面變暗解析： A 黃銅（銅鋅合金）若發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較活潑的鋅而不是銅 ,B 生鐵中含較多的碳,比軟鐵心（幾乎是純鐵）在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池,也更容易生銹。C 鐵質(zhì)器件附有銅配件時(shí), 在接觸電解質(zhì)溶液時(shí),鐵是原電池的負(fù)極,易被腐蝕生成鐵銹。D 銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后可能與氧氣或硫氧化成銀的化合物而使其表面變暗,這是化學(xué)腐蝕 ,與電 化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)?！井?dāng)堂檢測(cè) 】3 / 41、下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是（）A 、在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層B 、鍍鋅鐵表面有劃損時(shí) ,也能阻止鐵被氧化C、紅熱的鐵絲與冷水接觸,表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層D、濃 HNO 3 比稀 HNO 3 更能氧化金屬銅2、在用Zn、 Cu 片和稀H2SO4 組成的原電池裝置中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工作后,下列說(shuō)法中正確的是（）A 、鋅片是正極 ,銅片上有氣泡產(chǎn)生B、電流方向是從鋅片流向銅片C、溶液中 H 2SO4 的物質(zhì)的量減小D、電解液的pH 保持不變3、下列四個(gè)裝置中,導(dǎo)線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是（）4、根據(jù)下列事實(shí)：2+2+YX+YX Z+2H 2O = Z(OH) 2+H 2 Z2+氧化性比 X 2+弱 由 Y 、 W 電極組成的原電池,電- Y,可知 X 、 Y 、 Z 、W 的還原性由強(qiáng)到弱的順序是極反應(yīng)為 W 2+ +2e - W 、 Y-2e2+A 、X>Z>Y>WB、 Z>W>X>YC、Z>Y>X>WD、 Z>X>Y>W5、有人設(shè)計(jì)鉑和鋅為電極材料,埋入人體作某種心臟病人的心臟起搏器的能源,它依靠人體血液中有一定濃度的O2 和 H 2O 進(jìn)行工作。（ 1）正極材料是, 電極反應(yīng)為。（ 2）負(fù)極材料是, 電極反應(yīng)為。 4OH當(dāng)堂檢測(cè)答案 ：1、 B 2、 C 3、 CD 4、 D 5、鉑 O2+2H 2 O+4e鋅 Zn Zn2+2e4 / 4