化学：2.3《化学能与电能的转化》学案（苏教版必修2）
文档属性
| 名称 | 化学：2.3《化学能与电能的转化》学案（苏教版必修2） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 143.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-05 09:27:00 | ||
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文档简介
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第三单元：化学能与电能的转化
第一课时
一、教学目标
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的化学能与电能的转化方式
2．理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应
3．了解常见的化学电源及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识化学能对现代化的重大意义
2．通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步了解化学电池的化学反应原理及研究新型电池的重要性
(三)情感与价值观
认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件
三、教学过程：
（一）设计思路
从日常生活中常见的铜锌原电池入手，引出问题：电池是如何产生电流的？引导学生利用电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，提出：在电池里发生了氧化还原反应，存在电子转移。通过锌、铜与硫酸的简单组合，体验电流的产生，引出原电池的概念，并从电子转移的方向确定原电池正极、负极，电极上发生的反应，并写出电极反应式、电池总反应……
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1．创设情境，引入新课
如图所示：将一张滤纸剪成四等分，配合铜片、锌片、发光二极管、导线等，在玻璃板上组装成电池，这时二极管不发光，但当在四张滤纸上滴入饱和硝酸铵溶液直到全部滴湿时，二极管发光了。
交流与讨论：
⑴化学反应中会发生哪些能量的转化？
①
②
⑵上述实验中所涉及的能量转化是：
过渡：上述装置中是怎样完成能量转化的呢？
2．进行新课
一．化学能转化为电能
讲述：电流是由电荷定向移动形成的，二极管发光，说明线路中有电流通过。原电池能将化学能转化为电能。
1．原电池：把化学能转化为电能的装置叫做原电池
如图所示为原电池的工作原理图，电流计指针偏转方向就是电子的移动方向。根据所学知识，完成下列填空。
①电子由 片经电流计流向了 片，电流由 片
流向了 片。
②该原电池的 片作正极， 片作负极。
③电解质溶液中：锌片不断溶解，生成的Zn2+和溶液中的H+向 极移动，由于H+的氧化性强于Zn2+，因而H+在正极上得电子生成H2；而溶液中的SO42－向负极移动。
④两极上发生的电极反应：?
正极： ；（反应类型： ）
负极： ；（反应类型： ）
总的反应可表示为： 。
设疑：化学能在原电池装置中可以转化为电能，那么符合什么样条件的装置才能构成原电池呢？
2．原电池的构成条件
交流与讨论：
下图是探究原电池构成条件的装置图，如图所示指针偏转，说明线路中有电流通过。请仔细研究它们之间的异同，讨论原电池的构成条件有哪些？
问题：你认为上述装置是分几种情况研究的？分别研究的是什么条件？
你的回答是：
根据研究结果，原电池的构成条件是：
①有两种活动性 的金属（或一种是非金属导体）作电极；
②电极材料均插入 溶液中；
③两极相连形成 ；
另外，原电池能自发地将化学能转化为电能，因此，还须满足下列条件：
④形成条件之四：
练习1：如图所示下列装置，能构成原电池的是： 。
设疑：如何判断原电池的正、负极呢？
3.原电池正负极的判断
①根据构成原电池的电极材料判断：
②根据电子流向或电流方向确定：
③根据电极反应类型确定：
练习2：试判断练习1中能构成原电池装置的正、负极，并写出电极反应和总反应。
3.小结
4.巩固练习
1．下列关于原电池的叙述中正确的是 （ ）
A．原电池负极发生的电极反应是还原反应
B．原电池的电极只能由两种不同的金属构成
C．原电池能将化学能转变为电能
D．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
2．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是 （ ）
A．电子流入的一极为正极 B．比较不活泼的一极为正极
C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为正极
3．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，经过一段时间后，下列说法正确的是 （ ）
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．溶液中硫酸的物质的量减小 D．电解液中H+浓度值保持不变
4．关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是 （ ）
A．锌为负极，锌发生氧化反应 B．铜为正极，铜不易失去电子而受到保护
C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应
D．外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极
5．干电池使用时，发生的化学反应类型属下列中的 （ ）
A．中和反应 B．氧化还原反应 C．分解反应 D．电解反应
6．对铜—锌—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是 （ ）
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出 1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
7．某金属和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为 （ ）
A．铝 B．铜 C．锡 D．硅
8．把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成多种原电池：若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 （ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
9．在原电池中，由较活泼的金属组成的电极是______极，电池工作时这一极不断有电子流 ，发生 反应，较不活泼的金属组成的电极是 极，电池工作时，这一极不断有电子流 ，同时发生 反应。
10．如右图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
⑴中反应的离子方程式为 ；
⑵中的电极反应：Fe： 、Sn： ；
⑶中被腐蚀的金属是 ，正极的电极反应式为： ，负极的电极反应式为： ，总反应式为： 。
参考答案：
1~8：C、D、C、C、B、A、C、B
9：负、出、氧化、正、入、还原；
10：⑴Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ ；
⑵Fe－2e－=Fe2＋ 、2H＋＋2e－=H2↑；
⑶Zn 、2H+2e－=H2↑、Zn－2e－=Zn2＋、Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
5.板书设计
一．化学能转化为电能
1．原电池：把化学能转化为电能的装置叫做原电池
2．原电池的构成条件
3．原电池正负极的判断
6.布置作业
四、教学反思
第二课时
一、教学目标
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的化学能与电能的转化方式
2．理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应
3．了解常见的化学电源及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识化学能对现代化的重大意义
2．通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步了解化学电池的化学反应原理及研究新型电池的重要性
(三)情感与价值观
认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件
三、教学过程：
（一）设计思路
由各种类型的电池大多数是化学电源，讨论原电池的构成条件，并由此讨论“如何将一个化学反应设计成化学电源”，最后介绍常见的化学电源，了解它们的组成及总反应等知识。
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1.创设情境，引入新课
各种类型的电池大多数是化学电源，人们利用原电池的化学反应原理，可以实现化学能直接转化为电能。
问题讨论：
⑴实现将“化学能转化为电能”的装置叫： ；
⑵能实现将化学能转化为电能的反应必须是： （填反应类型）；
⑶构成原电池装置必须具备的条件是：
① 、② 、
③ 、④ 。
设疑：怎样将化学反应设计成化学电源？有哪些类型化学电源？
2.进行新课21世纪教育网
二．化学电源
讲述：人们依据原电池的反应原理，发明并制造了多种多样的化学电源。化学电源不仅在生活中得到了广泛的应用，而且在高科技领域乃至航天技术中也是不可或缺的。
交流与讨论：根据原电池的构成条件，你认为如何将“Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu”设计成原电池？
①所需材料有：
②画出该原电池的装置示意图：
③在图中标出原电池的正负极和电子移动方向：
④写出该原池的电极反应：
正极反应： ；负极反应：
过渡：常见的有哪些化学电源呢？它们的组成和反应原理怎样呢？请自学教材P43页相关容，并完成下面问题。
1.锌锰干电池
干电池是用锌制筒形外壳作 极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作 极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末。
电池的总反应为：
2.铅蓄电池
铅蓄电池为二次电池，可 电亦可 电。在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入H2SO4溶液中，放电时电极反应为：
负极：Pb＋SO42－－2e- = PbSO4 正极：PbO2＋SO42－＋4H+＋2e- = PbSO4＋2H2O
电池总反应式：
3.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为：
负极：2H2＋4OH-－4e- = 4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e- = 4OH-
电池总反应式：
4.新型燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：负极：CH4＋10OH-－8e- = CO32－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e- = 8OH-
电池总反应式：
例题：1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al＋3O2＋6H2O = 4Al(OH)3，则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应 ，正极反应 。
3.小结
4.巩固练习w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 （ ）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极
2．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化 （ ）
A．不变 B．先变小后变大 C．逐渐变大 D．逐渐变小
3．将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是 （ ）
A．该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置不能形成原电池
C．该装置能形成原电池，其中铜是负极 D．以上说法均不正确
4．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是 （ ）
A．常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B．常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸中
C．与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D．Al(OH)3 有两性而Cu(OH)2只有弱碱性
5．航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能轻便、不污染环境等优点，该电池总反应方程式为：2H2＋O2==2H2O，该电池的正极反应可表示为 （ ）
A．4H+＋4e- = 2H2↑ B．2H2－4e- = 4H+
C．4OH-－4e- = O2↑＋2H2O D．O2＋2H2O＋4e- = 4OH-
6．设想通过原电池反应以H2和Cl2为原料生产盐酸。关于这种原电池的设想正确的是
A．正极反应为H2－2e- = 2H+ （ ）
B．在电池工作时，H+移向负极
C．电池正极发生氧化反应
D．以盐酸作为电解质，并不断补充蒸馏水，以维持溶液一定的pH
7．微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-。下列有关说法正确的是 （ ）
A．正极反应：2Li － 2e- = 2Li＋ B．负极反应：I2 ＋ 2e- = 2I-
C．总反应是：2Li ＋ I2 = 2LiI D．金属锂作正极
8．某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋+ Fe = 3Fe2＋能实现该反应的原电池是 （ ）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4
9．将锌片和铜片插入某种电解质溶液，锌片和铜片用导线相连，形成原电池装置。
⑴若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的是 极(“锌”、“铜”)，铜极发生的反应是 ，该电池的总反应方程式是 。
⑵若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是由 极流向 极，铜极上反应的电极反应方程式是 ，该电池总反应方程式是 。
10．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
⑴化学电池是将 能转化为 能的装置。
⑵下列化学电池不易造成环境污染的是 。
A．锂电池 B．锌锰电池 C．镍镉电池 D．氢氧燃料电池
11．航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池反应总式都表示为：2H2＋O2 = 2H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2－4e- = 4H+，则其正极反应表示为： ；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e- = 4OH-，则其负极反应可表示为： 。
参考答案：
1~8：B、C、C、B、D、D、C、A
9：⑴锌、2H＋＋2e－=H2↑、Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
⑵锌、铜、Cu2＋＋2e－=Cu、Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋
10：化学、电；D
11：O2＋4H＋＋4e－=2H2O、2H2＋4OH-－4e- = 4H2O
5.板书设计
二．化学电源
常见的化学电源：
1.锌锰干电池 2.铅蓄电池
3.氢氧燃料电池 4.新型燃料电池
6.布置作业
四、教学反思
第三课时
一、教学目标21世纪教育网
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的电能与化学能的转化方式
2．理解电解池的工作原理，掌握电解池的构成，正确书写简单电解池的电极反应和总反应
3．了解常见电解、电镀及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明电能与化学能的转化关系及其应用，认识电能对现代化的重大意义
2．认识电能可以转化为化学能，初步了解电解池的化学反应原理及研究电解及电镀的重要性
(三)情感与价值观
认识电能转化为化学能的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研电解反应的重要性以及电能转化为化学能过程中可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：电解池的组成，电解池阴、阳极的判断及其电极反应
教学难点：电解池的组成，电解池阴、阳极的判断及其电极反应
三、教学过程：
（一）设计思路
由所学电解反应→电能转化为化学能→电解池→电解→电镀→巩固练习
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1.创设情境，引入新课
在生产、生活实际中，许多化学反应都是通过电解的方法来实现的，在我们己学过的化学课程里，就涉及不少利用电解反应来取新物质的例子。请回忆所学内容，完成下列表格：
电解反应实例
实例 被电解的物质 电解产物 化学方程式
电解水
电解饱和食盐水
电解熔融氧化铝
电解熔融氯化镁
2.进行新课
三、电能转化为化学能
讲述：电解过程，实际上是将电能转化为化学能的过程。我们把将电能转化为化学能的装置称为“电解池”。那么，被电解的物质是怎样转化为生成物的呢？
1.电解氯化铜溶液（如右图所示）
⑴阴极与电源 相连；阳极与电源 相连；
⑵电子的流向：由电源的负极流向电解池的阴极，电解池的阳极流向电源的正极；
⑶电解质溶液中离子的移动方向：阴离子向 移动，阳离子向 移动；
⑷两电极上发生的反应：
阳极：
①若为活泼电极，电极本身参与反应，电极不断溶解
②若为惰性电极，溶液中离子失电子：2Cl－－2e－=Cl2↑ （反应类型： ）
阴极：溶液中阳离子得电子：Cu2＋＋2e－=Cu （反应类型： ）
2.氯碱工业
在饱和NaCl溶液中，存在的阳离子有 、 ；存在的阴离子有 、 。若用惰性电极电解饱和NaCl溶液，阳极上 先放电，阴极上 先放电。
其电极反应为：
阳极：
阴极：
总反应式为：
3.粗铜的电解精炼
粗铜中通常含有 、 、 等金属杂质，在电解精炼过程中粗铜作 ，
作阴极，电解质溶液为用H2SO4酸化的CuSO4溶液。
电极反应为：
阳极：Zn－2e-=Zn2+??Cu－2e－= Cu2＋? 阴极：Cu2+＋2e-=Cu
3.小结 21世纪教育网
4.巩固练习
1.下列过程中，需要通电后才能进行的是 （ ）
①电离 ②电解 ③电镀 ④电化学腐蚀
A.①②③ B.②③ C.②④ D.全部
2.下列关于原电池和电解池的叙述中，正确的是 （ ）
A.原电池中失去电子的电极为正极
B.在原电池的负极、电解池的阳极上都发生氧化反应
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D.电解时在电解池的阳极上一定有阴离子放电w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
3.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 （ ）
A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
4.下列描述中，不符合生产实际的是 （ ）
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极
5.电解水制取H2和O2时，为了增强溶液的导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的 （ ）
A.HCl B.NaOH C.NaCl D.CuSO4
6.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A.a为负极，b为正极 （ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
B.a为阳极，b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
7.图中所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为（ ）
A.⑤②①③④
B.④③①②⑤
C.③②④①⑤
D.⑤④②①③
8.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的某种物质（小括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是 （ ）
A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(NaOH) C.NaCl(HCl) D.CuSO4［Cu(OH)2］
9.电解时，电子从直流电源的 极通过导线流向电解池的 极，该极上发生 反应，电解池的另一极为 极，该极上发生 反应，电子由该极通过导线再回到直流电源的 极。
10.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
⑴若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，
同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为 ，
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法及现象是 。
⑵如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是 ，电极反应式是 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
参考答案：
1~8：B、B、B、A、B、C、C、C
9：负 阴 还原 阳 氧化 正
10.⑴2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红；
2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
⑵纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+
5.板书设计
6.布置作业
四、教学反思
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第三单元：化学能与电能的转化
第一课时
一、教学目标
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的化学能与电能的转化方式
2．理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应
3．了解常见的化学电源及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识化学能对现代化的重大意义
2．通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步了解化学电池的化学反应原理及研究新型电池的重要性
(三)情感与价值观
认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件
三、教学过程：
（一）设计思路
从日常生活中常见的铜锌原电池入手，引出问题：电池是如何产生电流的？引导学生利用电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，提出：在电池里发生了氧化还原反应，存在电子转移。通过锌、铜与硫酸的简单组合，体验电流的产生，引出原电池的概念，并从电子转移的方向确定原电池正极、负极，电极上发生的反应，并写出电极反应式、电池总反应……
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1．创设情境，引入新课
如图所示：将一张滤纸剪成四等分，配合铜片、锌片、发光二极管、导线等，在玻璃板上组装成电池，这时二极管不发光，但当在四张滤纸上滴入饱和硝酸铵溶液直到全部滴湿时，二极管发光了。
交流与讨论：
⑴化学反应中会发生哪些能量的转化？
①
②
⑵上述实验中所涉及的能量转化是：
过渡：上述装置中是怎样完成能量转化的呢？
2．进行新课
一．化学能转化为电能
讲述：电流是由电荷定向移动形成的，二极管发光，说明线路中有电流通过。原电池能将化学能转化为电能。
1．原电池：把化学能转化为电能的装置叫做原电池
如图所示为原电池的工作原理图，电流计指针偏转方向就是电子的移动方向。根据所学知识，完成下列填空。
①电子由 片经电流计流向了 片，电流由 片
流向了 片。
②该原电池的 片作正极， 片作负极。
③电解质溶液中：锌片不断溶解，生成的Zn2+和溶液中的H+向 极移动，由于H+的氧化性强于Zn2+，因而H+在正极上得电子生成H2；而溶液中的SO42－向负极移动。
④两极上发生的电极反应：?
正极： ；（反应类型： ）
负极： ；（反应类型： ）
总的反应可表示为： 。
设疑：化学能在原电池装置中可以转化为电能，那么符合什么样条件的装置才能构成原电池呢？
2．原电池的构成条件
交流与讨论：
下图是探究原电池构成条件的装置图，如图所示指针偏转，说明线路中有电流通过。请仔细研究它们之间的异同，讨论原电池的构成条件有哪些？
问题：你认为上述装置是分几种情况研究的？分别研究的是什么条件？
你的回答是：
根据研究结果，原电池的构成条件是：
①有两种活动性 的金属（或一种是非金属导体）作电极；
②电极材料均插入 溶液中；
③两极相连形成 ；
另外，原电池能自发地将化学能转化为电能，因此，还须满足下列条件：
④形成条件之四：
练习1：如图所示下列装置，能构成原电池的是： 。
设疑：如何判断原电池的正、负极呢？
3.原电池正负极的判断
①根据构成原电池的电极材料判断：
②根据电子流向或电流方向确定：
③根据电极反应类型确定：
练习2：试判断练习1中能构成原电池装置的正、负极，并写出电极反应和总反应。
3.小结
4.巩固练习
1．下列关于原电池的叙述中正确的是 （ ）
A．原电池负极发生的电极反应是还原反应
B．原电池的电极只能由两种不同的金属构成
C．原电池能将化学能转变为电能
D．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
2．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是 （ ）
A．电子流入的一极为正极 B．比较不活泼的一极为正极
C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为正极
3．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，经过一段时间后，下列说法正确的是 （ ）
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．溶液中硫酸的物质的量减小 D．电解液中H+浓度值保持不变
4．关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是 （ ）
A．锌为负极，锌发生氧化反应 B．铜为正极，铜不易失去电子而受到保护
C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应
D．外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极
5．干电池使用时，发生的化学反应类型属下列中的 （ ）
A．中和反应 B．氧化还原反应 C．分解反应 D．电解反应
6．对铜—锌—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是 （ ）
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出 1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
7．某金属和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为 （ ）
A．铝 B．铜 C．锡 D．硅
8．把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成多种原电池：若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 （ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
9．在原电池中，由较活泼的金属组成的电极是______极，电池工作时这一极不断有电子流 ，发生 反应，较不活泼的金属组成的电极是 极，电池工作时，这一极不断有电子流 ，同时发生 反应。
10．如右图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
⑴中反应的离子方程式为 ；
⑵中的电极反应：Fe： 、Sn： ；
⑶中被腐蚀的金属是 ，正极的电极反应式为： ，负极的电极反应式为： ，总反应式为： 。
参考答案：
1~8：C、D、C、C、B、A、C、B
9：负、出、氧化、正、入、还原；
10：⑴Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ ；
⑵Fe－2e－=Fe2＋ 、2H＋＋2e－=H2↑；
⑶Zn 、2H+2e－=H2↑、Zn－2e－=Zn2＋、Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
5.板书设计
一．化学能转化为电能
1．原电池：把化学能转化为电能的装置叫做原电池
2．原电池的构成条件
3．原电池正负极的判断
6.布置作业
四、教学反思
第二课时
一、教学目标
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的化学能与电能的转化方式
2．理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应
3．了解常见的化学电源及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识化学能对现代化的重大意义
2．通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步了解化学电池的化学反应原理及研究新型电池的重要性
(三)情感与价值观
认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件
三、教学过程：
（一）设计思路
由各种类型的电池大多数是化学电源，讨论原电池的构成条件，并由此讨论“如何将一个化学反应设计成化学电源”，最后介绍常见的化学电源，了解它们的组成及总反应等知识。
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1.创设情境，引入新课
各种类型的电池大多数是化学电源，人们利用原电池的化学反应原理，可以实现化学能直接转化为电能。
问题讨论：
⑴实现将“化学能转化为电能”的装置叫： ；
⑵能实现将化学能转化为电能的反应必须是： （填反应类型）；
⑶构成原电池装置必须具备的条件是：
① 、② 、
③ 、④ 。
设疑：怎样将化学反应设计成化学电源？有哪些类型化学电源？
2.进行新课21世纪教育网
二．化学电源
讲述：人们依据原电池的反应原理，发明并制造了多种多样的化学电源。化学电源不仅在生活中得到了广泛的应用，而且在高科技领域乃至航天技术中也是不可或缺的。
交流与讨论：根据原电池的构成条件，你认为如何将“Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu”设计成原电池？
①所需材料有：
②画出该原电池的装置示意图：
③在图中标出原电池的正负极和电子移动方向：
④写出该原池的电极反应：
正极反应： ；负极反应：
过渡：常见的有哪些化学电源呢？它们的组成和反应原理怎样呢？请自学教材P43页相关容，并完成下面问题。
1.锌锰干电池
干电池是用锌制筒形外壳作 极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作 极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末。
电池的总反应为：
2.铅蓄电池
铅蓄电池为二次电池，可 电亦可 电。在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入H2SO4溶液中，放电时电极反应为：
负极：Pb＋SO42－－2e- = PbSO4 正极：PbO2＋SO42－＋4H+＋2e- = PbSO4＋2H2O
电池总反应式：
3.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为：
负极：2H2＋4OH-－4e- = 4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e- = 4OH-
电池总反应式：
4.新型燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：负极：CH4＋10OH-－8e- = CO32－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e- = 8OH-
电池总反应式：
例题：1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al＋3O2＋6H2O = 4Al(OH)3，则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应 ，正极反应 。
3.小结
4.巩固练习w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 （ ）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极
2．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化 （ ）
A．不变 B．先变小后变大 C．逐渐变大 D．逐渐变小
3．将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是 （ ）
A．该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置不能形成原电池
C．该装置能形成原电池，其中铜是负极 D．以上说法均不正确
4．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是 （ ）
A．常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B．常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸中
C．与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D．Al(OH)3 有两性而Cu(OH)2只有弱碱性
5．航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能轻便、不污染环境等优点，该电池总反应方程式为：2H2＋O2==2H2O，该电池的正极反应可表示为 （ ）
A．4H+＋4e- = 2H2↑ B．2H2－4e- = 4H+
C．4OH-－4e- = O2↑＋2H2O D．O2＋2H2O＋4e- = 4OH-
6．设想通过原电池反应以H2和Cl2为原料生产盐酸。关于这种原电池的设想正确的是
A．正极反应为H2－2e- = 2H+ （ ）
B．在电池工作时，H+移向负极
C．电池正极发生氧化反应
D．以盐酸作为电解质，并不断补充蒸馏水，以维持溶液一定的pH
7．微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-。下列有关说法正确的是 （ ）
A．正极反应：2Li － 2e- = 2Li＋ B．负极反应：I2 ＋ 2e- = 2I-
C．总反应是：2Li ＋ I2 = 2LiI D．金属锂作正极
8．某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋+ Fe = 3Fe2＋能实现该反应的原电池是 （ ）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4
9．将锌片和铜片插入某种电解质溶液，锌片和铜片用导线相连，形成原电池装置。
⑴若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的是 极(“锌”、“铜”)，铜极发生的反应是 ，该电池的总反应方程式是 。
⑵若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是由 极流向 极，铜极上反应的电极反应方程式是 ，该电池总反应方程式是 。
10．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
⑴化学电池是将 能转化为 能的装置。
⑵下列化学电池不易造成环境污染的是 。
A．锂电池 B．锌锰电池 C．镍镉电池 D．氢氧燃料电池
11．航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池反应总式都表示为：2H2＋O2 = 2H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2－4e- = 4H+，则其正极反应表示为： ；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e- = 4OH-，则其负极反应可表示为： 。
参考答案：
1~8：B、C、C、B、D、D、C、A
9：⑴锌、2H＋＋2e－=H2↑、Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
⑵锌、铜、Cu2＋＋2e－=Cu、Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋
10：化学、电；D
11：O2＋4H＋＋4e－=2H2O、2H2＋4OH-－4e- = 4H2O
5.板书设计
二．化学电源
常见的化学电源：
1.锌锰干电池 2.铅蓄电池
3.氢氧燃料电池 4.新型燃料电池
6.布置作业
四、教学反思
第三课时
一、教学目标21世纪教育网
课标内容：
1．体验化学能与电能相互转化和探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用
会考考纲：
1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用(A)
2．通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理(B)
3．认识高能燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要作用(BⅡ)
教学目标：
(一)知识与技能
1．通过实例，了解常见的电能与化学能的转化方式
2．理解电解池的工作原理，掌握电解池的构成，正确书写简单电解池的电极反应和总反应
3．了解常见电解、电镀及其应用
(二)过程与方法
1．能举例说明电能与化学能的转化关系及其应用，认识电能对现代化的重大意义
2．认识电能可以转化为化学能，初步了解电解池的化学反应原理及研究电解及电镀的重要性
(三)情感与价值观
认识电能转化为化学能的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研电解反应的重要性以及电能转化为化学能过程中可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：电解池的组成，电解池阴、阳极的判断及其电极反应
教学难点：电解池的组成，电解池阴、阳极的判断及其电极反应
三、教学过程：
（一）设计思路
由所学电解反应→电能转化为化学能→电解池→电解→电镀→巩固练习
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图表 ……
（三）课堂教学流程
1.创设情境，引入新课
在生产、生活实际中，许多化学反应都是通过电解的方法来实现的，在我们己学过的化学课程里，就涉及不少利用电解反应来取新物质的例子。请回忆所学内容，完成下列表格：
电解反应实例
实例 被电解的物质 电解产物 化学方程式
电解水
电解饱和食盐水
电解熔融氧化铝
电解熔融氯化镁
2.进行新课
三、电能转化为化学能
讲述：电解过程，实际上是将电能转化为化学能的过程。我们把将电能转化为化学能的装置称为“电解池”。那么，被电解的物质是怎样转化为生成物的呢？
1.电解氯化铜溶液（如右图所示）
⑴阴极与电源 相连；阳极与电源 相连；
⑵电子的流向：由电源的负极流向电解池的阴极，电解池的阳极流向电源的正极；
⑶电解质溶液中离子的移动方向：阴离子向 移动，阳离子向 移动；
⑷两电极上发生的反应：
阳极：
①若为活泼电极，电极本身参与反应，电极不断溶解
②若为惰性电极，溶液中离子失电子：2Cl－－2e－=Cl2↑ （反应类型： ）
阴极：溶液中阳离子得电子：Cu2＋＋2e－=Cu （反应类型： ）
2.氯碱工业
在饱和NaCl溶液中，存在的阳离子有 、 ；存在的阴离子有 、 。若用惰性电极电解饱和NaCl溶液，阳极上 先放电，阴极上 先放电。
其电极反应为：
阳极：
阴极：
总反应式为：
3.粗铜的电解精炼
粗铜中通常含有 、 、 等金属杂质，在电解精炼过程中粗铜作 ，
作阴极，电解质溶液为用H2SO4酸化的CuSO4溶液。
电极反应为：
阳极：Zn－2e-=Zn2+??Cu－2e－= Cu2＋? 阴极：Cu2+＋2e-=Cu
3.小结 21世纪教育网
4.巩固练习
1.下列过程中，需要通电后才能进行的是 （ ）
①电离 ②电解 ③电镀 ④电化学腐蚀
A.①②③ B.②③ C.②④ D.全部
2.下列关于原电池和电解池的叙述中，正确的是 （ ）
A.原电池中失去电子的电极为正极
B.在原电池的负极、电解池的阳极上都发生氧化反应
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D.电解时在电解池的阳极上一定有阴离子放电w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
3.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 （ ）
A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
4.下列描述中，不符合生产实际的是 （ ）
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极
5.电解水制取H2和O2时，为了增强溶液的导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的 （ ）
A.HCl B.NaOH C.NaCl D.CuSO4
6.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A.a为负极，b为正极 （ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
B.a为阳极，b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
7.图中所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为（ ）
A.⑤②①③④
B.④③①②⑤
C.③②④①⑤
D.⑤④②①③
8.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的某种物质（小括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是 （ ）
A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(NaOH) C.NaCl(HCl) D.CuSO4［Cu(OH)2］
9.电解时，电子从直流电源的 极通过导线流向电解池的 极，该极上发生 反应，电解池的另一极为 极，该极上发生 反应，电子由该极通过导线再回到直流电源的 极。
10.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
⑴若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，
同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为 ，
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法及现象是 。
⑵如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是 ，电极反应式是 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
参考答案：
1~8：B、B、B、A、B、C、C、C
9：负 阴 还原 阳 氧化 正
10.⑴2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红；
2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
⑵纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+
5.板书设计
6.布置作业
四、教学反思
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