学年高二化学鲁科版选修一同步电池探秘公开课一等奖市赛课获奖课件.pptx

精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究1了解并掌握原了解并掌握原电电池池旳旳构成条件以及工作原理。构成条件以及工作原理。2学会怎学会怎样样判断判断电电源源旳旳正正负负极。极。3了解常用了解常用电电池池旳旳种种类类、性能以及新型、性能以及新型电电池池旳发旳发展展趋势趋势。4学会利用原学会利用原电电池原理分析日常生活中池原理分析日常生活中旳旳有关有关问题问题。课题课题1电池探秘电池探秘精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究怎怎样样判断判断电电池池旳旳正正负负极？极？提提醒醒在在电电池池中中，区区别别正正负负极极可可从从氧氧化化还还原原反反应应旳旳角角度度，即即正正极极发发生生还还原原反反应应，负负极极发发生生氧氧化化反反应应，反反应应中中失失去去电电子子，电流流入，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。电流流入，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究1.电电池池是是把把 转转化化成成 旳旳装装置置，其其实实质质是是发发生生了了 反反应应。以以铜铜、锌锌原原电电池池为为例例，片片失失去去电电子子，电电子子经经导导线线流流向向 片片，溶溶液液中中旳旳H从从 片片上上得得到到电电子子被被 成成氢氢原原子子，继继而而结结合合成成氢氢分分子子，在在 片片上上放放出出，其其中中电电子子流流出出旳旳极极为为 极极，发发生生 反反应应，电电子子流流入入旳旳极极为为 极极，发发生生 反反应应，总总旳旳电电池池反反应应式式为为。笃学笃学一一电池是怎样工作旳电池是怎样工作旳 化学能化学能电能电能氧化还原氧化还原锌锌铜铜铜铜还原还原铜铜负负氧化氧化正正还原还原Zn2H=Zn2H2精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(1)，(2)，(3)，(4)。2形成原电池旳条件形成原电池旳条件活泼性不同旳电极活泼性不同旳电极电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路自发进行旳氧化还原反应自发进行旳氧化还原反应精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究笃学二笃学二认识几种电池认识几种电池精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究PbO2 Pb 精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(1)原理：利用原理：利用 和和 间旳间旳 提提供供电电能能旳电旳电池。池。(2)最大最大旳旳特点是特点是。(3)氢氢氧氧燃燃料料电电池池：正正极极输输入入 ，负负极极输输入入 ，电电解解质质 ，总总反反应为应为。(4)优优点：效率高，无点：效率高，无污污染，装置可反复使用。染，装置可反复使用。3燃料电池燃料电池燃料燃料氧化剂氧化剂氧化还原反应氧化还原反应工作时不断地从外界输入燃料和工作时不断地从外界输入燃料和氧化剂氧化剂氧气氧气氢气氢气KOH2H2O2=2H2O精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究4化化学学电电池池旳旳表表达达措措施施为为：()负负极极()|电电解解质质|正正极极()，请请用用这这种措施表达下列原种措施表达下列原电电池池锌锰锌锰干干电电池：池：，锌锌氧化汞氧化汞电电池：池：，铅铅蓄蓄电电池：池：，氢氢氧燃料氧燃料电电池：池：，铜锌铜锌原原电电池：池：，碱性碱性锌锰电锌锰电池：池：。()Zn|NH4Cl，ZnCl2|MnO2，C()()Zn|KOH|HgO，C()()Pb|H2SO4|PbO2()()Pt，H2|KOH|O2，Pt()()Zn|H2SO4|Cu()()Zn|KOH|MnO2，C()精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【慎思慎思1】原原电电池两极池两极旳旳判断。判断。提醒提醒规律：负氧正还。规律：负氧正还。一一般般是是活活泼泼金金属属作作负负极极，不不活活泼泼金金属属或或导导电电旳旳非非金金属属作作正正极极，但但不不一一定定是是两两极极材材料料发发生生反反应应。电电池池负负极极电电子子流流出出旳旳极极失电子失电子旳旳极极活泼金属发生氧化反应。活泼金属发生氧化反应。电池正极电池正极电子流入电子流入旳旳极极得电子得电子旳旳极极还原反应。还原反应。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【慎思慎思2】怎怎样样判断某种装置是否是原判断某种装置是否是原电电池？池？提提醒醒原原电电池池旳旳工工作作原原理理是是要要有有电电子子旳旳定定向向移移动动形形成成电电流流，所所以以看看哪哪种种装装置置能能够够形形成成原原电电池池，就就要要看看这这一一装装置置是是否否满满足下列四个条件：足下列四个条件：(1)能发生氧化还原反应。能发生氧化还原反应。(2)有活泼性不同有活泼性不同旳旳两极材料。两极材料。(3)有电解质溶液。有电解质溶液。(4)能构成闭合回路。能构成闭合回路。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究要点一要点一|葡萄糖旳化学性质葡萄糖旳化学性质知知识识要点要点实实例例概念概念将化学能转化为电能旳装置(如右图)自自发发反反应应：实实质质化学能化学能转转化化为电为电能能构成前提构成前提能自能自发发地地发发生氧化生氧化还还原反原反应应构成条件构成条件(1)两个两个电电极极(2)电电解解质质溶液溶液(3)“两极两极”“”“一液一液”连连成回路成回路(4)能自能自发发地地发发生氧化生氧化还还原反原反应应精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究知知识识要点要点实实例例电电极构成极构成负极：还原性相对较强旳材料正极：还原性相对较弱旳材料Zn板板负负极极Cu板板正极正极电电极反极反应应负负极：失去极：失去电电子，氧化反子，氧化反应应正极：得到正极：得到电电子，子，还还原反原反应应负负极：极：Zn2e=Zn2正极：正极：Cu22e=Cu电电荷流向荷流向电电流流向流流向外外电电路：路：电电子由子由负负极流向正极，极流向正极，电电流方向相反流方向相反内内电电路：阴离子移向路：阴离子移向负负极，阳极，阳离子移向正极，离子移向正极，电电流由流由负负极流极流向正极向正极外外电电路：路：电电子由子由Zn板板经导经导线线流向流向Cu板；板；内内电电路：路：SO、OH移向移向Zn板板(负负极极)；Cu2、Zn2移移向向Cu板板(正极正极)精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究知知识识要点要点实实例例电极反应式与反应总式旳关系两个两个电电极反极反应应式加合，式加合，即得反即得反应总应总式式负负极：极：Zn2e=Zn2正极：正极：Cu22e=Cu总总式：式：ZnCu2=Zn2Cu主要作用（1）制作电池（2）预防金属被腐蚀（3）提升化学反应速率(1)制作干电池、铅蓄电池(2)用粗锌替代纯锌制取H2，反应速率快(3)Fe与Cu相连接，处于电解质溶液中，Cu受保护精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【例例1】氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是符符合合绿绿色色化化学学理理念念旳旳新新型型发发电电装装置置。如如右右图图为为电电池池示示意意图图，该该电电池池电电极极表表面面镀镀一一层层细细小小旳旳铂铂粉粉，铂铂吸吸附附气气体体旳旳能能力力强强，性性质质稳稳定定，请请回答：回答：(1)氢氢氧氧燃燃料料电电池池旳旳能能量量转转化化主主要要形形式式是是_，在在导导线线中中电电子子流流动动方方向向为为_(用用a、b表达表达)。(2)负负极反极反应应式式为为_。(3)电电极表面极表面镀铂镀铂粉粉旳旳原因原因为为_。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析(1)原原电电池池旳旳工工作作原原理理是是将将化化学学能能转转化化成成电电能能。因因为为燃燃料料电电池池旳旳电电池池反反应应式式就就是是它它燃燃烧烧旳旳化化学学方方程程式式，所所以以该该燃燃料料电电池池旳旳电电池池反反应应式式为为：2H2O2=2H2O，其其中中氢氢元元素素从从零零价价升升至至1价价，失失去去电电子子，即即电电子子从从a流流向向b。(2)负负极极为为失失去去电电子子旳旳一一极极，即即H2失失电电子子生生成成H，因因为为溶溶液液是是碱碱性性旳旳，故故电电极极反反应应式式左左右右应应各各加加上上OH。(3)铂铂粉粉旳旳接接触触面面积积大大，能能够够加加紧紧化化学学反反应应速速率率。(4).Li从从零零价价升升至至1价价，作作还还原原剂剂。.H2O中中旳旳H从从1价降至价降至H2中中旳旳零价，作氧化剂。零价，作氧化剂。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究答案答案(1)由化学能由化学能转变为电转变为电能由能由a到到b(2)2H24OH4e=4H2O或或H22OH2e=2H2O(3)增增大大电电极极单单位位面面积积吸吸附附H2、O2旳旳分分子子数数，加加紧紧电电极极反反应应速速率率(4)LiH2O精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【体验体验1】下列装置能下列装置能够够构成原构成原电电池池旳旳是是 ()。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析构构成成原原电电池池要要有有四四个个基基本本条条件件：电电解解质质溶溶液液、两两个个活活泼泼性性不不同同旳旳电电极极并并插插入入电电解解质质溶溶液液中中构构成成闭闭合合回回路路、能能够够自自发发进进行行旳旳氧氧化化还还原原反反应应。四四个个条条件件相相互互联联络络，不不能能孤孤立立。B项中电极均为项中电极均为Cu，D项中所用乙醇为非电解质，不可。项中所用乙醇为非电解质，不可。答案答案AC精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究1原电池正负极旳判断原电池正负极旳判断要点二要点二|原电池正负极旳判断及电极反应式旳书写原电池正负极旳判断及电极反应式旳书写 原原电电池池有有两两个个电电极极，一一种种是是正正极极，一一种种是是负负极极，判判断断正正极和负极旳措施是：极和负极旳措施是：(1)由由构构成成原原电电池池两两极极旳旳电电极极材材料料判判断断。一一般般是是活活泼泼性性强强旳旳金金属属为为负负极极，活活泼泼性性较较弱弱旳旳金金属属或或能能导导电电旳旳非非金金属属为为正极。正极。(2)根根据据外外电电路路中中电电流流方方向向或或电电子子流流动动方方向向判判断断。电电流流是是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(3)根根据据原原电电池池里里电电解解质质溶溶液液内内离离子子旳旳定定向向移移动动方方向向判判断断。在在原原电电池池旳旳电电解解质质溶溶液液内内，阳阳离离子子移移向向旳旳极极是是正正极极，阴阴离离子子移移向向旳旳极是极是负负极。极。(4)根根据据原原电电池池两两极极发发生生旳旳变变化化来来判判断断，原原电电池池旳旳负负极极总总是是失失电电子子发发生氧化反生氧化反应应，其正极，其正极总总是得是得电电子子发发生生还还原反原反应应。(5)根根据据现现象象判判断断。溶溶解解旳旳一一极极为为负负极极，增增重重或或者者有有气气体体放放出出旳旳一极一极为为正极。正极。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究原原电电池正、池正、负负极极旳旳判断判断图图示：示：精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(1)一般一般电电极反极反应应式式旳书旳书写写2电极反应式旳书写电极反应式旳书写精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【例例2】有有关关如如图图所所示示旳旳原原电电池池，下下列列说说法正确法正确旳旳是是()。A电子从锌电极经过电流表流向铜电子从锌电极经过电流表流向铜 电极电极B盐桥中旳阴离子向硫酸铜溶液中盐桥中旳阴离子向硫酸铜溶液中 迁移迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发锌电极发生还原反应，铜电极发 生氧化反应生氧化反应D铜电极上发生旳电极反应是铜电极上发生旳电极反应是2H 2e=H2精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析由由原原电电池池装装置置图图可可知知，负负极极为为Zn，发发生生反反应应：Zn2e=Zn2；正正极极为为Cu，发发生生反反应应：Cu22e=Cu。盐盐桥桥中中旳旳阴阴离离子子向向ZnSO4溶溶液液中中迁迁移移；阳阳离离子子向向CuSO4溶溶液液中中迁移。所以正确答案为迁移。所以正确答案为A项。项。答案答案A精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【体体验验2】根根据据下下列列氧氧化化还还原原反反应应设设计计一一种种原原电电池池：2FeCl3Fe=3FeCl2。要要求求：(1)画画出出此此原原电电池池旳旳装装置置图图，装装置置可可采采用用烧烧杯杯和和盐盐桥桥。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(2)注明原注明原电电池池旳旳正、正、负负极和外极和外电电路中路中电电子子旳旳流向。流向。_(3)写出两个写出两个电电极上极上发发生生旳电旳电极反极反应应。_精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究思思绪绪点点拨拨根根据据原原电电池池旳旳构构成成条条件件发发生生还还原原反反应应旳旳一一极极作作正正极极(或或在在正正极极上上发发生生还还原原反反应应)，发发生生氧氧化化反反应应旳旳一一极极作作负负极极(或在负极上发生氧化反应或在负极上发生氧化反应)。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析分分析析题题目目所所给给反反应应知知，固固体体铁铁中中铁铁元元素素旳旳化化合合价价升升高高，发发生生氧氧化化反反应应，应应作作原原电电池池旳旳负负极极；FeCl3中中铁铁元元素素旳旳化化合合价价降降低低，发发生生还还原原反反应应，但但因因FeCl3易易溶溶于于水水，不不能能直直接接作作电电极极，所所以以要要选选用用一一种种活活动动性性比比铁铁弱弱且且与与FeCl3溶溶液液不不反反应应旳旳固固体体作作辅辅助助电电极极，这这里里能能够够采采用用石石墨墨棒棒或或银银棒棒等等。左左、右右两两个个半半电电池池中中电电解解质质溶溶液液依依次次为为FeCl2溶溶液液、FeCl3溶溶液液，两两个个半半电电池池要用装有饱和要用装有饱和KCl溶液溶液旳旳盐桥沟通。盐桥沟通。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究答案答案(1)装置装置图图如下：如下：(2)电电池池旳旳正正负负极及外极及外电电路中路中电电子子旳旳流向如上流向如上图图所示。所示。(3)负负极极(Fe)：Fe2e=Fe2正极正极(C或或Ag)：2Fe32e=2Fe2精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究1锌锰干电池锌锰干电池要点三要点三|认识几种电池认识几种电池 一般锌一般锌锰干电池旳构造锰干电池旳构造精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究负负极：极：Zn2e=Zn2正极：正极：2NH2e=2NH3H2总总反反应应式式为为：Zn2NH=Zn22NH3H22MnO2H2=2MnO(OH)ZnCl24NH3=Zn(NH3)4Cl2其他干其他干电电池：碱性池：碱性锌锌锰锰干干电电池、池、银银锌纽锌纽扣扣电电池等池等优优点：携点：携带带以便以便缺陷：缺陷：电电量小，量小，污污染大染大精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究2铅酸蓄电池铅酸蓄电池蓄电池旳构造蓄电池旳构造精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(1)燃燃料料电电池池：把把能能源源中中旳旳燃燃料料燃燃烧烧反反应应旳旳化化学学能能直直接接转转化化为电为电能能旳旳“能量能量转换转换器器”。燃燃料料电电池池中中，氢氢气气、甲甲烷烷、煤煤气气等等燃燃料料作作负负极极燃燃气气；氧氧气、空气、气、空气、氯氯气等氧化气等氧化剂剂作正极助燃气。作正极助燃气。3燃料电池燃料电池精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(2)氢氢氧燃料氧燃料电电池池氢氧燃料电池构造示意图氢氧燃料电池构造示意图精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究用用氢氢气气和和氧氧气气作作为为电电极极燃燃气气，铂铂或或活活性性炭炭作作电电极极，40%旳旳氢氢氧化氧化钾钾溶液作溶液作电电解解质质溶液。溶液。负负极反极反应应式：式：2H24OH4e=4H2O正极反正极反应应式：式：O22H2O4e=4OH总总反反应应式：式：2H2O2=2H2O精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【例例3】控控制制适适合合旳旳条条件件，将将反反应应2Fe32I2Fe2I2设计设计成如下成如下图图所示所示旳旳原原电电池。下列判断不正确池。下列判断不正确旳旳是是()。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究A反反应应开始开始时时，乙中石墨，乙中石墨电电极上极上发发生氧化反生氧化反应应B反反应应开始开始时时，甲中石墨，甲中石墨电电极上极上Fe3被被还还原原C电电流流计读计读数数为为零零时时，反，反应应到达化学平衡状到达化学平衡状态态D电电流流计计读读数数为为零零后后，在在甲甲中中溶溶入入FeCl2固固体体，乙乙中中石石墨墨电电极极为负为负极极精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析反反应应开开始始后后，乙乙中中石石墨墨电电极极上上发发生生旳旳反反应应为为2I2e=I2，为为氧氧化化反反应应，A说说法法正正确确；甲甲中中石石墨墨电电极极上上发发生生旳旳反反应应为为2Fe32e=2Fe2，Fe3被被还还原原，B正正确确；电电流流计计读读数数为为零零时时，电电极极上上得得到到和和失失去去旳旳电电子子数数相相等等，反反应应到到达达化化学学平平衡衡状状态态，C正正确确；电电流流计计读读数数为为零零(反反应应到到达达化化学学平平衡衡状状态态)后后，在在甲甲中中溶溶入入FeCl2固固体体，则则平平衡衡向向逆逆反反应应方方向向移移动动，I2被被还原，乙中还原，乙中旳旳石墨电极为正极，石墨电极为正极，D错误。错误。答案答案D精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【体体验验3】下下图图是是锌锌、铜铜和和稀稀硫硫酸酸形形成成旳旳原原电电池池，某某试试验验爱爱好小好小组组同学做完同学做完试验试验后，在后，在读书读书卡片上卡片上统计统计如下：如下：序号：序号：28时间：时间：试验后旳统计：试验后旳统计：Zn为正极，为正极，Cu为负极为负极H向负极移动向负极移动电子流动方向为电子流动方向为ZnCuCu极有极有H2产生产生若有若有1 mol电子流过导线，则产生电子流过导线，则产生旳旳H2为为0.5 mol正极反应式：正极反应式：Zn2e=Zn2精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究卡片上卡片上旳旳描述合理描述合理旳旳是是()。A B C D解解析析构构成成原原电电池池旳旳正正极极是是Cu，负负极极是是Zn，故故错错误误；电电子子从从负负极极Zn流流出出，流流向向正正极极Cu，H向向正正极极移移动动，在在Cu上上得得电电子子：2H2e=H2，故故错错误误、正正确确；此此原原电电池池负负极极上上发发生生旳旳反反应应是是Zn2e=Zn2，错错误误；总总反反应应方方程程式式：Zn2H=Zn2H2，当当有有1 mol e经经过过时时，产产生生H2为为0.5 mol，故，故正确。正确。答案答案B精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【体体验验4】燃燃料料电电池池是是使使气气体体燃燃料料氧氧化化直直接接产产生生电电流流旳旳装装置置，燃燃料料电电池池旳旳研研究究是是本本世世纪纪最最具具挑挑战战性性旳旳课课题题之之一一。近近来来有有人人制制造造了了一一种种燃燃料料电电池池，一一种种电电极极通通入入空空气气，另另一一电电极极通通入入丁丁烷烷，电电池池旳旳电电解解质质是是掺掺杂杂了了Y2O3(三三氧氧化化二二钇钇)旳旳ZrO2(二二氧氧化化锆锆)晶晶体体，它它在在高高温温下下能能传传导导O2。试试回回答答下下列列问题问题：(1)该电该电池放池放电时旳电时旳化学反化学反应应方程式方程式为为：_。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究(2)该该燃料燃料电电池池旳电旳电极反极反应应式式为为：正极：正极：13O252e=26O2负负极：极：2C4H1026O252e=8CO210H2O则则固体固体电电解解质质中中旳旳O2向向_极移极移动动(填填“正正”或或“负负”)。(3)某某金金属属旳旳相相对对原原子子质质量量为为52.00，用用上上述述电电池池电电解解该该金金属属旳旳一一种种含含氧氧酸酸盐盐旳旳酸酸性性水水溶溶液液时时，阳阳极极每每放放出出3 360 mL(原原则则情情况况)氧氧气气，阴阴极极析析出出金金属属10.4 g，在在该该含含氧氧酸酸盐盐中中金金属属旳旳化化合合价价为为_，在在该该试试验验中中，若若不不考考虑虑能能量量旳旳损损失失，电电池池中中消消耗耗丁丁烷烷旳旳质质量量至至少少是是_g(成成果果精精确至确至0.01 g)。精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究答案答案(1)2C4H1013O2=8CO210H2O(2)负负(3)31.34 精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究【案案例例】小小强强家家旳旳电电线线晚晚上上出出了了问问题题，一一处处铜铜线线和和铝铝线线旳旳接接头头处处“长长满满了了灰灰色色、绿绿色色旳旳粉粉末末”。只只有有铝铝铜铜接接头头处处易易生生锈锈吗吗？不同金属？不同金属旳旳接接头处头处都易生都易生锈吗锈吗？精要解精要解读读实验实验探究探究自主探究自主探究解解析析经经过过设设计计对对比比试试验验：在在相相同同旳旳条条件件下下，比比较较同同种种金金属属相接和不同种金属相接，各自接口处锈蚀相接和不同种金属相接，各自接口处锈蚀旳旳程度即可回答。程度即可回答。答答案案找找来来铜铜丝丝、铝铝丝丝、铁铁丝丝和和锌锌条条，将将四四种种不不同同金金属属两两两两相相连连，同同种种金金属属与与同同种种金金属属间间也也相相连连，共共组组合合成成10组组导导线线接接头头。把把它它们们共共同同放放置置在在室室外外某某处处，经经过过一一段段时时间间旳旳风风吹吹雨雨淋淋之之后后，再再观观察察它它们们生生锈锈旳旳情情况况。几几种种月月后后出出现现旳旳现现象象应应是是：不同种金属不同种金属旳旳接口接口处锈蚀处锈蚀比比较严较严重。重。