鲁科版选修四《化学能转化为电能——电池》学案

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1、 最新鲁科版选修四《化学能转化为 电能——电池》学案——电池》学 案—原电池 学习目标 1、以铜 —锌 为例 ,从分析氧化还原反应的实质入手 ,领会原电池的工作原理。 2、通过电子的得失很容易书写电极反应和电池反应。 3、认识金属腐蚀的危害 ,通过试验探究防止金属腐蚀的措施。 4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。 一、原电池原理 1、原电池形成的条件 （ 1）两个活泼性 的电极 ,二者 （如相互接触）或 相连 ,插入 中。 （ 2）形成 回路。

2、 （ 3）总反应为能自发发生的 反应。 2、正极、负极的判断 3、电极反应式的书写和电荷移动方向 （ 1）电极反应式的书写 负极： , 电极反应式： 。 正极： , 电极反应式： 。 电池反应： 。 （ 2）电荷移动方向 电子由 释放 ,经 沿导线流入 , 电解质溶液中的 移向正极 ,在 1 / 4 其表面得电子被 ；活泼负极失电子 ,形成一个闭合回路。 二、金属的腐蚀 1、概念 金属与周围的空气或液体物质发生 反应

3、面引起损耗的现象。 2、分类 一般分为 腐蚀和 腐蚀两种。 3、电化学腐蚀 （ 1）概念： 的金属暴露在潮湿的空气中或跟 接触时 ,由于形成 而发 生腐蚀。 （ 2）分类 ①析氢腐蚀： 在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 ②吸氧腐蚀 在金属外面的水膜 很弱或呈 ,溶解一定量 时发生吸氧腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 电池反应： 。 三、金属的防护 1、改变金属的内部结构 ,使其成为耐腐蚀金属 ,如制成合金、 等 2、加防护层

4、,如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3、电化学 防护 （ 1）牺牲阳极保护法—— 原理 ① （阴极）：被保护的金属设备 ② （阳极）：比较保护的金属活泼的金属 （ 2）外加电流阴极保护法—— 原理 ① ；被保护的金属设备 ② ；惰性电极 例题 1、下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识 ,你认为正确的是 A 、构成原电池正极和负极的材料 必须是两种金属 2 / 4 B 、由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C、电子沿

5、外导线由锌流向铜 ,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D、铜锌原电池工作时 ,若有 13 克锌被溶解 ,电路中就有 0.4mol 电子通过 解析：两种活泼性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池 ,但不能因此说构成原电池 电极的材料一定都是金属 ,例如锌和石墨电极 也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中 , 活泼金属中的电子流向不活泼的电极 ,因此活泼金属 是负极。但电子不能通过电解质溶液 , 应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子。铜锌原电池工作时 ,锌负极失电 子,电极反应为 Zn—2e— Zn 2+, 1molZn 失去

6、2mol 电子 ,0.2mol 锌（质量为 13g）被溶解 ,电路 中有 0.4mol 电子通过。故选 D。 答案： D 例题 2、如图所示是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图 ,其中 A 、 B 是两块纯铜片 ,插在 CuSO4 稀溶液中 ,铜片与引出导线相连 ,引出端分别 为 X 、Y 。 （ 1）当以 I=0.21A 的电流电解 60min 后,测得铜片 A 的质量增 加了 0.25g,则右图装置中的 X 端应与直流电的 极相连 ,它是电解池的 极。

7、 （ 2）电解后铜片 B 的质量 。（填“增加”、“减少”或“不变”） （ 3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数N A。（已知电子电量 e=1.6 10 - 19 C） 解析：本题把化学电解原理与物理电学知识有机综合起来 ,较好地考查了理化学科综合 能力 ,充分反应理综卷试题综合特点及组合试卷优势。 答案：（ 1）负 阴 （2）减少 （ 3）6.02 1023 例题 3、以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A 、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B 、生铁比软铁心（几乎是纯

8、铁）容易生锈 C、铁质 器件附有铜质配件 ,在接触处易生成铁锈 D、银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗 解析： A 黄铜（铜锌合金）若发生电化学腐蚀时 ,被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌 而不是铜 ,B 生铁中含较多的碳 ,比软铁心（几乎是纯铁）在电解质作 用下更容易形成原电池 , 也更容易生锈。 C 铁质器件附有铜配件时 , 在接触电解质溶液时 ,铁是原电池的负极 ,易被腐 蚀生成铁锈。 D 银质奖牌久置后可能与氧气或硫氧化成银的化合物而使其表面变暗 ,这是化 学腐蚀 ,与电 化学腐蚀无关。 【当堂检测 】 3 / 4

9、 1、下列各变化中属于原电池反应的是（ ） A 、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B 、镀锌铁表面有划损时 ,也能阻止铁被氧化 C、红热的铁丝与冷水接触 ,表面形成蓝黑色保护层 D、浓 HNO 3 比稀 HNO 3 更能氧化金属铜 2、在用 Zn、 Cu 片和稀 H2SO4 组成的原电池装置中 ,经过一段时间工作后 ,下列说法中 正确的是（ ） A 、锌片是正极 ,铜片上有气泡产生 B、电流方向是从锌片流向铜片 C、溶液中 H 2SO4 的物质的量减小 D、电解液的 pH 保持不变 3、下列四个装置中 ,

10、导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ） 4、根据下列事实：① 2+ 2+ +Y X+Y X ② Z+2H 2O === Z(OH) 2+H 2↑ ③ Z2+氧化性比 X 2+弱 ④由 Y 、 W 电极组成的原电池 ,电 — — ----- Y ,可知 X 、 Y 、 Z 、W 的还原性由强到弱的顺序是 极反应为 W 2+ +2e ----- W 、 Y-2e 2+ A 、X>Z>Y>W B、 Z>W>X>Y

11、 C、Z>Y>X>W D、 Z>X>Y>W 5、有人设计铂和锌为电极材料 ,埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源 ,它依靠 人体血液中有一定浓度的 O2 和 H 2O 进行工作。 （ 1）正极材料是 , 电极反应为 。 （ 2）负极材料是 , 电极反应为 。 — —→ 4OH — 当堂检测答案 ：1、 B 2、 C 3、 CD 4、 D 5、铂 O2+2H 2 O+4e 锌 Zn—→ Zn2++2e— 4 / 4