高三化学化学能与电能苏教版知识精讲.doc

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1、高三化学化学能与电能苏教版【本讲教育信息】一.教学内容：化学能与电能二.教学目标理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。三.教学重点、难点原电池的工作原理及电极反应式的书写；金属的腐蚀与防护［教学过程］一、原电池的概念及工作原理1、原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。2、构成条件:①活泼性不同的两电极②电解质溶液③具有闭合回路3、工作原理（电子流向）：较活泼的金属材料作为负极，

2、失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。4、正、负极判断：负极：电子流出的电极，为较活泼金属电极，发生氧化反应正极：电子流入的电极，为较不活泼金属或非金属或金属氧化物电极，发生还原反应5、电极反应：以铜-锌和稀硫酸组成的原电池为例说明：电极反应本质现象负极Zn－2e－=Zn2＋氧化反应溶解正极2H＋+2e－=H2↑还原反应气泡总反应Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑6、应用：①制各种电池；②判断反应速率；③判断金属的活泼性；④金属防护。说明：（1）原电池是利用能发生的氧化还原反应设

3、计而成，负极发生氧化反应给出电子，电子经外电路流向其正极形成电流。正极上得电子发生还原反应。内电路由离子定向移动而导电。（2）原电池的正负极的判断方法：①金属与金属或金属与导电非金属做电极时，较活泼的金属做负极；②根据电子的流向判断：电子流出的极为负极，电子流入的极为正极；也可以根据电流方向判断：电流流出极为正极，电流流入极为负极；③根据发生的反应判断：发生氧化反应的极为负极，发生还原反应的极为正极；④根据反应现象判断：一般来说，溶解的一极为负极，有气体或固体析出的一极为正极；⑤如果给出一个方程式判断电极反应，则化合价升高的电极为负极，化合价降低的电极为正极，由此可

4、设计原电池。（3）一般原电池使用时存在电压不稳，使用时间短等问题。如果原电池通过“盐桥”将两个半电池相连，则可得到稳定的电流，同时也可以延长原电池的使用寿命。使用“盐桥”后，原电池一般采用如下表达方法（以铜锌原电池为例）：（－）Zn∣Zn２－（1mol/L）║Cu２＋（1mol/L）│Cu（＋）一般情况下负极在左，正极在右，其中“∣”表示电极材料与电解质溶液的界面，“║”通常表示盐桥，必要时，可以加注溶液的浓度。（4）原电池的应用主要有以下几点：①加快反应速率：如在制取氢气的过程中，加入少量铜或硫酸铜可形成锌－铜原电池，使反应速率加快；②比较金属的活动性强弱：一般情

5、况下，作为负极的金属活泼性较强；如：锌－铜原电池；③设计化学电源：根据氧化还原反应的特点，将其拆成两个半反应：氧化反应和还原反应，分别作为原电池的负极反应式和正极反应式；若发生氧化反应的物质为金属单质，则用该金属作为负极材料，若为气体或溶液中的某种离子，则用惰性材料做负极；而作为正极的材料必须不如负极活泼，或为惰性电极；电解质溶液选择反应中的电解质即可，若与电解质无关，则需选择一种不能使电极材料消耗的电解质溶液，以增强导电性；④构成闭合回路二、化学电源：电池又称为化学电源，化学电源可分为一次电源和二次电源两类。一次电池只能放电一次，而二次电池可以反复充放电循环使用，

6、通过电极体积和结构之间发生的可逆变化，达到充放电效果。说明：常见的化学电源有：1、锌-锰干电池（一次电池）负极（锌筒）：Zn－2e－＝Zn2＋正极（石墨）：2NH4＋＋2e－＝2NH3↑＋H2↑2NH4＋＋2MnO2＋2e－＝2NH3↑＋Mn2O3＋H2O总反应：Zn＋2NH4＋＝Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑Zn＋2NH4＋＋2MnO2＝Zn2＋＋2NH3↑＋Mn2O3＋H2O2、铅蓄电池负极Pb：Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O总反应：，3、燃料电池：氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造为：两

7、个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。（一般以KOH为电解质溶液）负极H2：2H2＋4OH――4e－＝4H2O正极O2：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－总反应：O2＋2H2＝2H2O4、纽扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金做负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，如：银-锌电池负极：Zn＋2OH――2e－＝ZnO＋H2O正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag三、金属腐