專題二電化學基礎強化第一節原電池一、學習目標體驗化學能與電能相互轉化的過程二、學習重點初步認識原電池概念、原理、組成及應用。三、學習難點通過對原電池實驗的研究，從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質，以及這種轉化的綜合利用價值。四、學習過程【溫習舊知】ZnCu×1、原電池是______________________的裝置。原電池反應的本質是ZnCu×2、如右圖所示，組成的原電池：（1）當電解質溶液為稀H2SO4時：Zn電極是____（填“正”或“負”）極，其電極反應為_______________，該反應是______（填“氧化”或“還原”，下同）反應；Cu電極是______極，其電極反應為_______________,該反應是_________反應。（2）當電解質溶液為CuSO4溶液時：Zn電極是____極，其電極反應為_____________，該反應是________反應；Cu電極是____極，其電極反應為_______________,該反應_________反應.3、原電池原理：填寫頁表中的空白【學習新知】一、對鋅銅原電池工作原理的進一步探究【思考與交流】上圖是我們在必修2中學習過的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時間稍長電流就很快減弱，因此不適合實際應用。這是什么原因造成的呢？有沒有什么改進措施？原因：改進措施：【自學指導一】觀察實驗4-1，說出實驗現象。【思考與交流】改進后的裝置為什么能夠持續、穩定的產生電流？鹽橋在此的作用是什么？[附：鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入U形管中(注意不要產生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U形管，用棉花都住管口即可]產生持續、穩定的電流的原因鹽橋的作用請同學們思考：上述原電池裝置是將什么反應的化學能轉換成電能的？指出電池的正負極，并分別寫出其中負極和正極的電極反應式以及該電池的總反應方程式。負極（片）：正極（片）：電池反應（總化學方程式）：電池符號：（負極）（鹽橋）（正極）二、由兩個半電池組成原電池的工作原理（1）把氧化反應和還原反應分開在不同區域進行，再以適當方式連接，可以獲得電流。①在這類電池中，用較強的物質作為負極，負極向外電路提供電子；用較強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。②在原電池的內部，兩極浸在電解質溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內電路。練習：鋅銅原電池產生電流時，陽離子（）A移向Zn極，陰離子移向Cu極B移向Cu極，陰離子移向Zn極C和陰離子都移向Zn極D和陰離子都移向Cu極（2）探究組成原電池的條件（2）組成原電池的條件（1）。（2）。（3）。（4）內部條件：。練習1.下列哪幾個裝置能形成原電池？練習2.一個電池反應的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,該反應的的原電池正確組合是（）ABCD正極ZnCuCuFe負極CuZnZnZn電解質溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl（3）原電池的正負極的判斷方法微觀判斷（根據電子流動方向）宏觀判斷：①根據電極材料②根據原電池電極發生的反應③根據電極增重還是減重④根據電極有氣泡冒出：練習3：某金屬能跟稀鹽酸作用發出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.Cu練習4：由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小練習5：把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>a（4）電解質溶液和電極材料的選擇電解質溶液一般要能夠與負極發生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質溶液應與電極材料具有相同的陽離子。①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負極，PbO2作正極④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt練習6：請根據氧化還原反應:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設計成原電池。你有哪些可行方案?負極：正極：電解質溶液：若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。三、原電池的主要應用：1.利用原電池原理設計新型化學電池；2.改變化學反應速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；4.電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。5.解釋某些化學現象四、原電池原理應用：(1)比較金屬活動性強弱。練習7：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應中，甲比乙失去的電子多；C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；D.同價態的陽離子，甲比乙的氧化性強；(2)比較反應速率練習8：下列制氫氣的反應速率最快的是A純鋅和1mol/L硫酸；B純鋅和18mol/L硫酸；C粗鋅和1mol/L鹽酸；D粗鋅和1mol/L硫酸的反應中加入幾滴CuSO4溶液。(3)比較金屬腐蝕的快慢練習9：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是練習10：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)判斷溶液pH值變化練習11：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導線的電子為————mol,溶液的pH值變_________？（溶液體積變化忽略不計）(5)原電池原理的綜合應用練習12：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。“熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發現有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋”是利用放出熱量。2)炭粉的主要作用是。3)加入氯化鈉的主要作用是。4)木屑的作用是拓展練習（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現象。兩極反應式為：正極；負極。該裝置將能轉化為能。（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為，總反應方程為。【小結】原電池１定義:2、原電池的工作原理較活潑的金屬發生氧化反應,電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)。負極正極（1）由兩個半電池組成的鋅銅原電池的工作原理（2）形成原電池的條件（3）原電池的正負極的判斷方法（4）電極材料的選擇（電池的電極必須導電）第二節化學電源學習目標：了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道它們在生產、生活和國防中的實際應用。學習重點、難點：常見化學電源的工作原理學習過程：【自學指導一】閱讀教材79-83頁，思考下列問題并把答案填寫在下面的知識總結中。問題：①目前化學電池主要分為哪幾個大類？在性能等方面它們各有什么特點？產生電能的基本原理是什么？②化學電池與其他能源相比有哪些優點？③判斷電池的優劣標準主要是什么？【知識總結】化學電池1)概念:2)分類:3)優點:4)電池優劣的判斷標準:5）各類電池一次電池二次電池燃料電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池銀鋅電池鋰電池鉛蓄電池負極材料正極材料電解質溶液6）燃料電池介質電池反應：2H2+O2=2H2O酸性負極正極中性負極正極堿性負極正極【練習】將鉑絲插入KOH溶液作電極，然后向兩個電極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池，由于發生的反應類似于甲烷的燃燒，所以稱作燃料電池，根據兩極上反應的實質判斷，通入甲烷的一極為____，這一極的電極反應為________；通入氧氣的一極為_______，電極反應為_，總反應為______________。【小結】書寫電極反應式應注意以下幾點：1．電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規則（如“拆”、“平”）；2．將兩極反應的電子得失數配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；3．負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物，與溶液的酸堿性有關（如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在）；【鞏固練習】1、熔融鹽燃料電池具有較高的發電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極燃氣，制得在65℃下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：負極反應式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正極反應式：總反應式：2.鋰電池是一代新型高能電池，它以質量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應為Li－e-=Li+B、Li是負極，電極反應為Li－e-=Li+C、Li是負極，電極反應為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負極，電極反應為Li－2e-=Li2+3、1991年我國首創以鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標志燈已經研制成功。該燈以海水為電解質溶液，靠空氣中氧使鋁不斷氧化產生電流。只要把燈放入海水中數分鐘就發出耀眼的閃光，其能量比干電池高20到50倍。運用所學的化學知識，推測該新型電池兩極上可能發生的電極反應。負極正極4已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用這一反應，試設計一個原電池，畫出示意圖，標明電極材料名稱，電解質溶液，然后填空：正極，電極反應負極，電極反應第三節電解池學習目標：了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業、電鍍、電冶金方面的應用。學習重點、難點：電解池的工作原理學習過程：【溫習舊知】1、電解質是指在_____________能夠導電的化合物。2、電離是指電解質在_____________或__________狀態下離解成____________的過程。3、寫出下列物質的電離方程式CuCl2H2ONaHSO4CH3COONH44、原電池是_____________的裝置。【學習新知】一、電解原理【自學指導一】觀察實驗4-2，回答實驗現象得出實驗結論。實驗現象：實驗結論：電解質通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離子作______________運動；在外電源的作用下（直流電)，改作_________移動而導電。在導電的同時，在陽、陰兩極發生氧化—還原反應，即被電解，電離是__________的前題。【知識總結】1、電解氯化銅原理2、電解原理在外加的作用下，電解質的在陰陽發生的過程，叫電解。明確（1）電流是發生氧化—還原反應的根源、動力。⑵陰陽離子在做定向運動導電的同時，也就在兩極發生了氧化還原反應，生成了新物質；而金屬導電是由自由電子的定向運動形成，無反應發生，無新物質生成，兩者有本質區別。與外電源正極相連的電極，與外電源正極相連的電極，電子，反應。與外電源負極相連的電極，電子，反應。定義：把轉化為的裝置。組成：兩個電極、電解質溶液、直流電源電極極：極：電解池C、C、Pt、Au等，不論做陰極、陽極，本身都不反應。惰性電極：電極材料電極材料Fe、Fe、Cu、Ag等,做陰極本身反應,做陽極，本身溶解。活潑電極：3、構成電解池的條件：①直流電源；與電源負極相連的電極為與電源負極相連的電極為極與電源正極相連的電極為極②電極4.電解池電極反應規律（陽氧陰還）(1)陰極：電子，反應①電極本身不參加反應②一定是電解質溶液中陽離子“爭”得電子(2)陽極：電子，反應①若為金屬（非惰性）電極，電極失電子②若為惰性電極，電解質溶液中陰離子“爭”失電子（3）離子放電順序陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。陽極：①活性材料作電極時：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進人溶液，陰離子不容易在電極上放電。②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子）>F-陰極:無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發生反應的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：當離子濃度相差較大時，放電順序要發生變化，相同時按H+,不同時按（H+）【思考與交流】

若以銅為陽極,鐵為陰極,電解氯化銅溶液，情況又如何？【小結】分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物陰陽兩極附近有哪些離子5、電極反應式、電解方程式的書寫：寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應式及總的電解方程式，①、首先分析、比較出陰陽極的放電離子：CuSO4＝作極：H+Cu2+H2O=作極：OH－SO42－②、然后寫電極反應式：陰極：陽極：③、最后使得失數相等，兩極半反應相加得總方程式；（電解離子方程式）（電解化學方程式）練習：完成下列溶液的電極反應。

(以石墨為電極電解)硫酸溶液：鹽酸：NaOH溶液:CuBr2溶液：KCl溶液：CuSO4溶液：Na2SO4溶液：【自學指導二】根據上面的分析總結出用惰性電極電解電解質溶液的類型，并填入下表。電解質溶液用惰性電極電解的示例電解類型舉例電極反應溶液PH變化溶液復原方法物質類別實例僅溶劑水電解

僅溶質電解

溶質和溶劑同時電解

【鞏固練習】a?Xa?XY??PtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液bA．X是正極，Y是負極B．X是負極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH值逐漸減小D．CuSO4溶液的pH值不變第二課時【溫習舊知】裝置原電池電解池實例原理形成條件電極名稱電子流向電流流向電極反應能量轉化應用【學習新知】二、電解原理的應用1.電解食鹽水【思考】（1）通電前，飽和食鹽水中存在哪些離子?這些離子的運動情況怎樣？（2）在電解裝置中可否選用銅作陰、陽極的電極材料，為什么？（3）通電后，溶液中的離子運動發生了什么變化？（4）通電后，溶液中的在陰、陽放電的是什么離子？（5）電解后，在陰極區和陽極區分別得到的產物是什么？怎樣初步檢驗兩極產物的生成?【知識總結】電解食鹽水陽極：陰極：總式：電解飽和食鹽水可以制造。閱讀教材，回答離子交換膜法制燒堿的有關知識【小結】氯堿工業:離子交換膜法制燒堿（1）生產設備名稱：離子交換膜電解槽陰極：陽極：陽離子交換膜：只允許離子通過(Cl－、OH－離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰極室和陽極室。（2）離子交換膜的作用：a、；b、。（3）精制食鹽水粗鹽的成份：、雜質，會與堿性物質反應產生沉淀，損壞離子交換膜。雜質的除去過程：2.銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅含雜質(等)極極極陽極：ZnFeNiCuAgAu陰極:思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？3.電鍍原理：電鍍是利用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，它是電解原理的又一重要應用。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。鐵片銅片硫酸銅溶液①鐵片銅片硫酸銅溶液陽極——金屬或惰性電極陰極——金屬制品②電鍍液：含有金屬離子的電解質溶液。溶液中CuSO4的濃度保持或4、電冶金制取金屬鈉←電解熔融狀態的氯化鈉。陽極：陰極：總反應：4、冶煉鋁原理:陽極：陰極：總式：助熔劑：冰晶石（Na3AlF6六氟合鋁酸鈉）需要定期補充【思考】工業上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?【思考與交流】試比較電解飽和食鹽水與電解熔融氯化鈉的異同(提示:比較電解質、電解裝置、電極反應、電解產物）電解飽和食鹽水電解熔融氯化鈉電解質電解裝置電極反應電解產物【小結】1、電源、電極、電極反應關系與電源正極相連與電源正極相連極極與電源負極相連發生反應離子移向離子移向發生反應2、電解原理的應用：氯堿工業、電鍍、電冶金電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應【課堂練習】分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。【作業】1．下列說法或實驗現象的描述不正確的是（）。A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現氣泡B．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現一層鐵C．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快D．與電源負極相連的是電解槽的陰極2．100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（）。A．加入適量的6mol/L的鹽酸B．加入數滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液3．用石墨作電極，電解1mol/L下列物質的溶液，溶液的PH值保持不變的是（）。A．HClB．NaOHC．Na2SO4D．NaCl4．下列關于銅電極的敘述，正確的是（）。A．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精煉粗銅時，銅作陽極C．在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D．電解稀硫酸制H2、O2時，銅作陽極5．右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發現a極板質量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的6．根據金屬活動順序表，Cu不能發生如下反應：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當電極材料和電解液進行電解，這個反應就能變為現實。下列四種電極材料和電解液中，能實現該反應最為恰當的是（）

ABCD陽極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O7．已知①M+N2+=M2++N②Pt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽，陰極先析出M③N與E有導線相連放入E的硫酸鹽溶液,電極反應：E2++2e-=E，N-2e-=N2+，則四種金屬活潑性由強到弱為8．工業上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4（1）電解時,應以作陰極，電解過程中陰極附近溶液pH將會,（2）陽極反應式為,陰極反應式為（3）總電解反應式為9.如右圖所示：（1）a、b哪一極為正極？（2）若要給鐵叉鍍鋅，a極選用什么材料？選擇何種溶液？10.鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質的量.11.用石墨電極電解100mLH2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質的量濃度為（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/L第四節金屬的電化學腐蝕與防護學習目標：1、解釋金屬發生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，知道防護金屬腐蝕的方法，并能從實驗探究中獲得體會。2、通過學習增強保護環境的意識，節約意識。學習重點、難點：吸氧腐蝕、析氫腐蝕的原理學習過程：閱讀下列資料，體會金屬的腐蝕的危害【資料】金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家（20XX年全國生產鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內生產總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（20XX年我國國內生產總值將達15萬億元）。根據各國調查結果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經濟損失大致為該國國民生產總值的4%左右。另據國外統計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。國內外都曾發生過許多災難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。面對這樣驚人的數據和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？【問題討論】1、鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們在什么條件下易生銹？試設計實驗來證明你的結論。2、鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環境里或濕度較大的環境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？【實驗探究】實驗操作：向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支試管分別標記為a、b中，按右圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現象。實驗現象：思考：導管中的水柱變化說明什么問題？思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？請大家根據原電池原理，寫出電極反應式