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1、个人收集整理仅供参考学习1 / 13 第四章电化学基础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.文档收集自网络，仅用于个人学习过程与方法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。文档收集自网络，仅用于个人学习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通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：进一步了解
2、原电池的工作原理和构成条件；能够写出电极反应式和电池反应方程式. 教学难点：原电池的工作原理教学方法：实验探究法教学过程：引入、介绍电化学播放图片，帮助学生对电化学的研究领域形成一些感性认识，了解电化学是研究化学能与电能的相互转换装置、过程和效率的科学。文档收集自网络，仅用于个人学习1、电化学研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学2、电化学过程（及其装置）的分类：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习2 / 13 （1）产生电流的装置原电池（2）借助电流而发生的反应电解池课前复习：必修
3、2 P 32 37 化学能与电能熟悉：氧化还原本质、金属活动性顺序表、原电池的电极反应演示实验：实验一：将铜片与锌片分别通过导线与电流计连接，并使铜片与锌片直接接触，然后浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。文档收集自网络，仅用于个人学习现象：铜片表面明显有铜析出，电流计指示无电流通过。问题：上述实验装置构成原电池了吗？如果没有原电池反应，为什么铜片表面明显有铜析出？而且锌片逐渐溶解？如果实验装置就是原电池，为什么电流计指示无电流通过？文档收集自网络，仅用于个人学习分析：根据“铜片表面明显有铜析出”，说明该反应是原电池反应，电流计指示无电流通过，可能与铜片与锌片直接接触有关。文档收集自网络，仅用于个人学
4、习问题：如果要证明以上装置就是原电池，确实实现了化学能与电能之间的转换，就必须证明铜片与锌片之间有电流流过，如何证明？文档收集自网络，仅用于个人学习实验二：将铜片与锌片分别通过导线与电流计连接，并使铜片与锌片不直接接触，再同时浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。文档收集自网络，仅用于个人学习现象：电流计指针偏转，有电子有锌片流向铜片，铜片表面有红色的铜析出。结论：发生原电池反应， 肯定实验一装置构成了原电池，且锌为负极， 铜为正极。问题：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，不可避免地有铜离子在锌片表面直接被还原，使锌片被覆盖， 在负极也开始构成原电池， 使输出的电流强度减弱，当锌片被铜完全覆盖，反应终止，就
5、再无电流产生。作为原电池，上述负极的反应必然影响原电池的供电效果，如何阻止反应的发生呢？文档收集自网络，仅用于个人学习实验三：课本P 70 实验 4-1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习3 / 13 现象：改进后的装置能持续、稳定地产生电流。3、原电池：（1） 、功能：将化学能转换成电能（2） 、组成：电极材料、电解质溶液、盐桥、导线（3） 、电子流向：外电路：负极导线正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳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
6、：氧化反应： Zn 2e = Zn2+（较活泼金属）正极：还原反应： Cu2+ + 2e = Cu （较不活泼金属）总反应式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu（5）、正、负极的判断：较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（6）、电解质溶液的选择：选择与电极越容易反应的电解质溶液越好。思考： P 72 科学探究化学电池教学目标知识与技能1. 一次电池与二次电池的不同2. 一次电池、二次电池电极反应式的书写3. 明确充电与放电电极反应式的书写文档收集自网络，仅用于个人学习过程与方法1. 紧紧抓隹“化合价”这一主线，明确正极反应、负极反应2. 注重与生活化学相联系、特别是铅蓄电池
7、等情感态度与价值观通过学习，进一步认识到一次电池、二次电池在工业、国防、生活中的重要应用，特别是氢氧燃料电池，既提供了能源又不污染环境，同时应注意对其它电池的回收，保护环境文档收集自网络，仅精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习4 / 13 用于个人学习教学重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能和应用教学难点：化学电池的反应原理教学方法：启发诱导法、讨论法等教学过程：课前复习：必修2 P 37 39 发展中的化学电源思考： P 73 学与问1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能
8、电池2、化学电池：将化学能转化为电能的装置3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池4、判断电池优劣的标准：电能和输出功率的大小、电池储存时间的长短等一、一次电池 1 、一次电池：活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用的电池，也叫干电池。2、常见一次电池：锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等3、电极反应：碱性锌锰电池负极：锌： Zn + 2OH 2e = Zn (OH)2正极：氧化锰： 2MnO2 +2H2O + 2e = 2MnOOH + 2OH总反应式： Zn + 2MnO2 +2H2O = 2MnOOH + Zn (O H)2二、二次电池 1 、二次电
9、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。2、电极反应：铅蓄电池放电：负极：铅： Pb（s）+ SO42（aq） 2e = PbSO4（s）正极：氧化铅 PbO2（s）+ 4H+（aq）+ SO42（aq）+ 2e = PbSO4（s）+ 2H2O（l）文档收集自网络，仅用于个人学习精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习5 / 13 总反应式：Pb（s）+ PbO2（s）+2H2SO4（aq）= 2PbSO4（s）+ 2H2O（l）文档收集自网络，仅用于个人
10、学习充电：阴极： PbSO4（s）+ 2e=Pb（s）+ SO42（aq）阳极： PbSO4（s）+ 2H2O（l） 2e= PbO2（s）+ 4H+（aq）+ SO42（aq）文档收集自网络，仅用于个人学习总反应式： 2PbSO4（s）+ 2H2O（l）= Pb（s）+ PbO2（s）+2H2SO4（aq）文档收集自网络，仅用于个人学习两式可以写成一个可逆反应：Pb（s）+ PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+ 2H2O（l）文档收集自网络，仅用于个人学习三、燃料电池 1 、燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。 2 、电极反应：以氢氧燃料电池为
11、例，铂为正、负极负极：通入氢气： H2 2e = 2H+正极：通入氧气： 1/2 O2+2H+ +2e = H2O 总反应式： H2+1/2 O2 = H2O文档收集自网络，仅用于个人学习3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理：回收利用电解池教学目的：知识与技能1. 使学生理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。2. 使学生了解铜的电解精炼和电镀铜的原理。3. 培养学生的实验操作能力、团结协作能力、 观察能力、 分析能力、 归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力。文档收集自网络，仅用于个人学习4. 通过电镀工业废水处理的简单介绍，增强学生的环境保护意
12、识。过程与方法放电充电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习6 / 13 将离子放电顺序与阴极反应紧密结合起来，正确写出电极反应式和总化学方程式情感、态度与价值观通过本节书的学习，更加深该认识到电解原理在式业中的重要作用；更拉近了化学与生活的距离教学重点难点：电解原理及其应用教学方法：实验分析法、讨论法等教学过程：一、电解原理实验： P 79 实验 4-2 分步： （1） 、将两根碳棒分别插进U 型管内的 CuCl2溶液中，观察现象现象：碳棒表面无明显现象（2） 、将两根碳棒用导线相连后，浸入U
13、 型管内的 CuCl2溶液中，观察现象现象：碳棒表面无明显现象（3） 、将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入U 型管内的 CuCl2溶液中，接通电流，观察现象现象：与电源负极相连的碳棒表面变红（析出铜），与电源正极相连的碳棒表面有气泡产生（产生氯气）结论：在直流电的作用下，溶液中CuCl2的被分解了，在阴极、阳极分别产生了铜与氯气，证明电能转变成了化学能。文档收集自网络，仅用于个人学习分析： （1） 、通电前，溶液中存在哪些离子，它们如何运动？（由于电离，溶液中存在着Cu2+、Cl、H+、OH，在溶液中做自由运动）（2） 、通电后，电子运动有什么变化？（电子由自由运动改作定向运动，阴
14、离子移向阳极，阳离子移向阴极）（3） 、当离子定向移到电极表面时，发生什么变化？（离子在电极表面放电，发生氧化还原反应）1、电解池：电能转变成化学能的装置，也叫电解槽 2、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习7 / 13 的过程 3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程 4、电子流向：（电源）负极（电解池）阴极（离子定向运动）电解质溶液（电解池）阳极（电源）正极文档收集自网络，仅用于个人学习 5、电极名称及反应：
15、阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应 6、电解 CuCl2溶液的电极反应：阳极： 2Cl 2e =Cl2 （氧化反应）阴极： Cu2+ + 2e = Cu （还原反应）总反应式： Cu2+ +2Cl电解Cu + Cl27、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程思考： P 82 思考与交流1、电解与电离的比较电离电解条件电解质溶于水或熔化状态电解质电离后，再通直流电过程电解质电离成为自由移动的离子阴、阳离子定向移动，在两极上放电举例CuCl2 = Cu2+ + 2ClCuCl2电解Cu + Cl2特点只产生自由移动的离子发
16、生氧化还原反应，形成新物质联系电解必须建立在电离的基础上2、原电池与电解池的比较装置类别原电池电解池举例锌铜原电池电解氯化铜溶液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习8 / 13 形成条件1、活泼性不同的两电极（用导线相连）2、电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）3、形成闭合回路1、两电极接直流电源2、两电极插入电解质溶液中3、形成闭合回路电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）（由电极本身决定）阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极（由外加电源决定）电极反
17、应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子电子流向负极导线正极电源负极阴极电源正极阳极能量转变化学能转换为电能电能转换为化学能能否自发进行反应能够自发进行反应不能够自发进行主要应用1、金属电化腐蚀分析2、金属牺牲阳极的阴极保护法3、制造多种新化学电源1、电解食盐水（氯碱工业）2、冶炼活泼金属3、电解精练实质使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移形成电流使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程二、电解原理的应用思考及实验： P 82 科学探究，问题： （1） 、通电前，饱
18、和食盐水中存在哪些离子？它们的运动情况如何？（自由移动的离子： H+、OH、Cl、Na+H2O H + + OH，NaCl = Na + + Cl）（2） 、在电解装置中，可否选用铜作阴、阳极的电极材料，为什么？（可以用铜做阴极，不能用铜做阳极，否则，阳极溶解）（3） 、通电后，溶液中的离子发生了什么变化？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习9 / 13 （通电后，电子由自由运动改作定向运动，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，在电极表面放电）（4） 、溶液中的 Na+是否可能被还原为金属钠，为什
19、么？（不能，放电的离子有一定的顺序，金属越活泼，越难放电，溶液中的H+比 Na+容易放电，故生成氢气，不生成金属钠。 ）文档收集自网络，仅用于个人学习（5） 、电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？如何证明？（阴极：氢气，收集后在火焰上产生爆鸣；阳极：氯气，产生刺激性气味气体，令湿润的淀粉碘化钾试纸边蓝，若在两极附近溶液滴入酚酞试液，阴极区的溶液变红）文档收集自网络，仅用于个人学习1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（1） 、通电前，溶液中的离子：H+、OH、Cl、Na+（2） 、通电后， H+、Cl优先放电阳极： 2H+ + 2e =H2阴极： 2Cl 2e= Cl2总反应式：
20、2NaCl + 2HO 电解2NaOH + H2 + Cl22、电镀补充实验：铁钉电镀铜。（1）铁钉处理：水洗、碱洗除油污、酸除铁锈、水洗，立即进行电镀（2） 、铁定做阴极，铜棒做阳极，电解质溶液：铜氨溶液（铜氨溶液： 1mol/L 的硫酸铜溶液中，边搅拌边加入浓氨水至溶液全部变成深蓝色，即为铜氨溶液）（3） 、用铜氨溶液做电镀液，通电约10 秒（通电时用玻璃棒轻轻搅拌）即可见到铁钉表面光亮的紫红色（1） 、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页个人收集整理仅
21、供参考学习10 / 13 （2） 、电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液M ne = Mn+ 阴极：待镀金属（镀件） ：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面Mn+ + ne = M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液（3） 、电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜；阴极：纯铜；电解质溶液：CuSO4思考：电镀铜（用硫酸铜溶液做电解质）和电解氯化铜（用氯化铜溶液做电解质）的比较电镀铜电解氯化铜溶液能量转换将电能转变为化学能阳极材料镀层金属铜石墨阴极材料待镀金属石墨电镀时阳极反应铜溶解溶液中的 Cl在阳极氧化为 Cl2放出阴极反应溶液中的 Cu2+在
22、阴极析出溶液中的 Cu2+在阴极析出电解质溶液及其变化CuSO4溶液，电镀过程中溶液浓度不变CuCl2溶液，电解过程中溶液浓度逐渐减小3、电冶金（1） 、电冶金：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝（2） 、电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl = Na + + Cl通直流电后：阳极： 2Na+ + 2e = 2Na 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习11 / 13 阴极： 2Cl 2e= Cl2金属的电化学腐蚀与防护教学目的：知
23、识与技能1. 化学腐蚀与电化学腐蚀2. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀3. 金属的防护方法过程与方法将原电池反应、电解反应与金属的腐蚀与防护结合起来，理论联系实际情感、态度与价值观通过本节书的学习，了解金属的腐蚀给工业生产，人民生活带来的害，同时更需要利用电化学知识去防止金属腐蚀，增强保护金属、仪器设备的意识文档收集自网络，仅用于个人学习教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理教学方法：实验分析法、讨论法等教学过程一、金属的电化学腐蚀实验： P 85 实验 4-3（1） 金属腐蚀：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。（2）金属腐蚀的本质：都
24、是金属原子失去电子而被氧化的过程（3）金属腐蚀的分类：化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。文档收集自网络，仅用于个人学习电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。思考：化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：化学腐蚀电化学腐蚀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习12 / 13 条件金属跟氧化性物质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液及氧化剂接触现象无电流产生有微弱的电流产生本质金属
25、被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速度也快得多。（4） 、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出、条件：潮湿空气中形成的水膜（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）、电极反应：负极： Fe 2e = Fe2+（氧化反应）正极： 2H2O + 2e = H2 + 2OH（还原反应）总反应式： Fe + 2H2O = Fe（OH）2 + H2、生成的Fe（OH）2被空气中的 O2氧化，生成Fe(OH)3Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3、Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O
26、3x H2O（铁锈主要成分）、铁锈不能阻止钢铁继续腐蚀吸氧腐蚀反应过程吸收氧气、条件：水膜的酸性很弱或中性、电极反应：负极： 2Fe 4e = 2Fe2+（氧化反应）正极： 2H2O + O2 +4e = 4OH（还原反应）总反应式： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（OH）2 、生成的Fe(OH)2被空气中的 O2氧化，生成Fe(OH)3，再形成铁锈思考：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页个人收集整理仅供参考学习13 / 13 析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜呈弱酸
27、性或中性正极反应2H2O + 2e = H2 + 2OH2H2O + O2 +4e = 4OH负极反应Fe 2e = Fe2+二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护（1） 、牺牲阳极的阴极保护法原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护（2） 、外加电流的阴极保护法原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。文档收集自网络，仅用于个人学习2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金 3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页