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

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1、 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)的實質(zhì)入手 ,領(lǐng)會原電池的工作原理。 2、通過電子的得失很容易書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。 3、認(rèn)識金屬腐蝕的危害 ,通過試驗探究防止金屬腐蝕的措施。 4、體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程的實際意義及重要應(yīng)用。 一、原電池原理 1、原電池形成的條件 （ 1）兩個活潑性 的電極 ,二者 （如相互接觸）或 相連 ,插入 中。 （ 2）形成 回路。

2、 （ 3）總反應(yīng)為能自發(fā)發(fā)生的 反應(yīng)。 2、正極、負極的判斷 3、電極反應(yīng)式的書寫和電荷移動方向 （ 1）電極反應(yīng)式的書寫 負極： , 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 ；活潑負極失電子 ,形成一個閉合回路。 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)

3、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 ,由于形成 而發(fā) 生腐蝕。 （ 2）分類 ①析氫腐蝕： 在金屬外面的水膜呈 性時發(fā)生析氫腐蝕。 負極反應(yīng)： 。 正極反應(yīng)： 。 電池反應(yīng)： 。 ②吸氧腐蝕 在金屬外面的水膜 很弱或呈 ,溶解一定量 時發(fā)生吸氧腐蝕。 負極反應(yīng)： 。 正極反應(yīng)： 電池反應(yīng)： 。 三、金屬的防護 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、加防護層

4、,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 （ 1）犧牲陽極保護法—— 原理 ① （陰極）：被保護的金屬設(shè)備 ② （陽極）：比較保護的金屬活潑的金屬 （ 2）外加電流陰極保護法—— 原理 ① ；被保護的金屬設(shè)備 ② ；惰性電極 例題 1、下列敘述是小明做完銅、鋅原電池的實驗后得出的結(jié)論和認(rèn)識 ,你認(rèn)為正確的是 A 、構(gòu)成原電池正極和負極的材料 必須是兩種金屬 2 / 4 B 、由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極 C、電子沿

5、外導(dǎo)線由鋅流向銅 ,通過硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣 D、銅鋅原電池工作時 ,若有 13 克鋅被溶解 ,電路中就有 0.4mol 電子通過 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 是負極。但電子不能通過電解質(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)移過來的電子。銅鋅原電池工作時 ,鋅負極失電 子,電極反應(yīng)為 Zn—2e— Zn 2+, 1molZn 失去

6、2mol 電子 ,0.2mol 鋅（質(zhì)量為 13g）被溶解 ,電路 中有 0.4mol 電子通過。故選 D。 答案： D 例題 2、如圖所示是可用于測量阿伏加德羅常數(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。

7、 （ 2）電解后銅片 B 的質(zhì)量 。（填“增加”、“減少”或“不變”） （ 3）列式計算實驗測得的阿伏加德羅常數(shù)N A。（已知電子電量 e=1.6 10 - 19 C） 解析：本題把化學(xué)電解原理與物理電學(xué)知識有機綜合起來 ,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及組合試卷優(yōu)勢。 答案：（ 1）負 陰 （2）減少 （ 3）6.02 1023 例題 3、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(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

8、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)獎牌長期放置后在其獎牌的表面變暗 解析： A 黃銅（銅鋅合金）若發(fā)生電化學(xué)腐蝕時 ,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 , 在接觸電解質(zhì)溶液時 ,鐵是原電池的負極 ,易被腐 蝕生成鐵銹。 D 銀質(zhì)獎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)腐蝕無關(guān)。 【當(dāng)堂檢測 】 3 / 4

9、 1、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層 B 、鍍鋅鐵表面有劃損時 ,也能阻止鐵被氧化 C、紅熱的鐵絲與冷水接觸 ,表面形成藍黑色保護層 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)過一段時間工作后 ,下列說法中 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、下列四個裝置中 ,

10、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：① 2+ 2+ +Y X+Y X ② Z+2H 2O === Z(OH) 2+H 2↑ ③ Z2+氧化性比 X 2+弱 ④由 Y 、 W 電極組成的原電池 ,電 — — ----- Y ,可知 X 、 Y 、 Z 、W 的還原性由強到弱的順序是 極反應(yīng)為 W 2+ +2e ----- W 、 Y-2e 2+ A 、X>Z>Y>W B、 Z>W>X>Y

11、 C、Z>Y>X>W D、 Z>X>Y>W 5、有人設(shè)計鉑和鋅為電極材料 ,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 進行工作。 （ 1）正極材料是 , 電極反應(yīng)為 。 （ 2）負極材料是 , 電極反應(yīng)為 。 — —→ 4OH — 當(dāng)堂檢測答案 ：1、 B 2、 C 3、 CD 4、 D 5、鉑 O2+2H 2 O+4e 鋅 Zn—→ Zn2++2e— 4 / 4