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高三專題復習《電化學原理及其應用》教學設計
授課班級:高三(1)班 授課時間:2013-05-14
教學目標
知識與技能目標:
1.?熟練掌握原電池的電極名稱、電子流向、電極反應式及原電池總反應式;
2.?掌握幾種新型燃料電池的工作原理;
3.?熟練掌握電解池電極名稱、材料、電解質種類等的判斷;會書寫電極反應式和
電解總反應方程式;
4.?掌握電解前后溶液的濃度和pH值變化的計算。
過程與方法目標:
通過由淺入深的電化學習題訓練,培養(yǎng)學生電化學題目的邏輯思維能力,掌握電
2、化
學題目的解決辦法。
情感、態(tài)度、價值觀目標:
課前引入中提到的與生活密切相關的電化學知識的介紹,對學生滲透熱愛化學、熱
愛科學的教育。
教學重點、難點
1.?原電池原理和電解原理。
2.?電極判斷及電極反應式的書寫。
課時安排
一課時
教學方法
探究法、歸納總結法、誘導法
教學過程
知識回顧
定義
形成條件
原電池
將化學能轉化為電能的裝置
①電極
②電解質溶液
③形成閉合回路
電解池
將電能轉化為化學能的裝置
①電源
②電極
3、
③電解質
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④自發(fā)進行氧化還原反應
電極名稱 負極:較活潑金屬
正極:較不活潑金屬(或能導電的非金屬)
電極反應 負極:還原劑--氧化反應
正極:氧化劑--還原反應
④形成閉合回路
陽極:與電源正極相連的電極
陰極:與電源負極相連的電極
陰極:氧化劑--還原反應
陽極:還原劑--氧化反應
方法總結
1.分析裝置類型:原電池、電解池
2.確定裝置的兩極,找出體系中的氧化劑和還原劑,寫出相應的電極方程式;
還原劑:
(1)活性電極放電
(2)惰性電極離
4、子放電(非金屬活動順序表):
S?2- >?I?-?>?Br?-?>?Cl?-?>?OH?-?>?NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-
氧化劑:
(1)活性電極放電:鉛蓄電池中的?PbO2
(2)惰性電極離子放電(金屬活動順序表):
Ag+?>?Fe3+?>?Cu2+?>H+?>?Fe2+?>?Zn2+
3.根據(jù)兩極反應寫出總反應方程式,注意得失電子守恒原理的應用。
4.對于二次電池反應,需要看清“充電、放電”的方向,放電的過程為原電池,充
電的過程為電解池(能量轉化相反,電極反應相反)。
負極:還原劑--氧化反應 還原反應--氧化
5、劑:陰極
正極:氧化劑--還原反應 氧化反應--還原劑:陽極
題型練習
例?1:(2011?全國?II?卷?10)用石墨做電極電解?CuSO4?溶液。通電一段時間后,欲使
用電解液恢復到起始狀態(tài),應向溶液中加入適量的( C )
A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO4·5H2O
例?2:(2010·?浙江高考)Li-Al/FeS?電池是一種正在開發(fā)的車載電池,該電池中正極
的電極反應式為:2Li+?+?FeS?+2e-===Li2S+Fe?有關該電池的下列說法中,正確的
是( B )
A.Li-Al?在電池中作為負極材料,該材
6、料中?Li?的化合價為+1?價
B.該電池的電池反應式為:2Li+FeS===Li2S+Fe
C.負極的電極反應式為:Al-3e-===Al3+
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D.充電時,陰極發(fā)生的電極反應式為:Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS
練習:
1.(2010·?福建高考)鉛蓄電池的工作原理為:?Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+
2H2O。研讀下圖,下列判斷不正確的是( C )
下列有關該電池的說法不正確的是(?? C? )
A.K?閉合時,d?電極反
7、應式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-
B.當電路中轉移?0.2?mol?電子時,Ⅰ中消耗的?H2SO4?為?0.2?mol
C.K?閉合時,Ⅱ中?SO42-向?c?電極遷移
D.K?閉合一段時間后,Ⅱ可單獨作為原電池,d?電極為正極
2.(20XX?年寧夏高考)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應為:
Fe?+?Ni2O3?+?3H2O?=?Fe(OH)2?+?2Ni(OH)2
...
A.?電池的電解液為堿性溶液,正極為?Ni2O3、負極為?Fe
B.?電池放電時,負極反應為?Fe+2OH--2e-=?Fe(OH
8、)2
C.?電池充電過程中,陰極附近溶液的?pH?降低
D.?電池充電時,陽極反應為?2Ni(OH)2+2OH--2e-=?Ni2O3?+?3H2O
.
3?(20XX?年寧夏高考)在如圖所示的裝置中,若通入直流電?5min?時,銅電極質量
增加?2.16g,試回答:
(1)電源中?X?電極為直流電源的____負極
(2)PH?變化:
A: 增大 B: 減小 C:?不變 (填增大、減小或不變)
(3)通電?5min?時,B?中共收集?224ml?氣體(標況),溶液體積為?200ml
9、,則通電
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前?CuSO4?溶液的物質的量濃度為 0.025?mol/L (設電解前后溶液體積無變化)
(4)若?A?中?KCl?溶液的體積也是?200ml,電解后溶液的?pH?為 13
4.(20XX?年寧夏高考?26)
(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。
鋅片上發(fā)生的電極反應: ;
銀片上發(fā)生的電極反應: 。
(2)若該電池中兩電極的總質量為?60g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,
總質量為?47g,試計算:
①產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況);
19
②通過
10、導線的電量。(已知?NA=6.02×1023/mol,電子電荷為?1.60×10-?C)
.
2
5?(20XX?年寧夏高考?27)科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與
二氧化碳反應生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知?H?(g)、CO(g)
和?CH3OH(l)的燃燒熱 ?分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1?和-726.5kJ·mol-1。請
回答下列問題:
(1)用太陽能分解?10mol?水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為____
11、_________;
(3)在溶積為?2L?的密閉容器中,由?CO2?和?H2?合成甲醇,在其他條件不變得情況下,
考察溫度對反應的影響,實驗結果如下圖所示(注:T1、T2?均大于?300℃);
下列說法正確的是________(填序號)
①溫度為?T1?時,從反應開始到平衡,生成甲醇的平均速率為
v(CH3OH)=
②該反應在?T?時的平衡常數(shù)比?T2?時的小
③該反應為放熱反應
n
A?mol·L-1·min-1
l
A
④處于?A?
12、點的反應體系從?T1?變到?T2,達到平衡時? n(?H??)
2
n(CH?OH?)
3
增大
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(4)在?T1?溫度時,將?1molCO2?和?3molH2?充入一密閉恒容器中,充分反應達到平衡后,
若?CO2?轉化率為?a,則容器內的壓強與起始壓強之比為______;
(5)在直接以甲醇為燃料電池中,電解質溶液為酸性,負極的反應式為________、
正極的反應式為________。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗?1mol?甲醇所能產(chǎn)生的最大電
能為?702.1kj,則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)
生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)
課堂小結:
本節(jié)課主要復習了原電池和電解原理,在學習過程中掌握相關的原理的分析認識,
并能在生活中加以應用。
作業(yè)布置:
練習冊習題