【创新设计】2014-2015学年高中化学 主题1-5同步课件（打包18套）鲁科版选修1
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【创新设计】2014-2015学年高中化学 主题1-5同步课件（打包18套）鲁科版选修1,创新,立异,设计,学年,高中化学,主题,同步,课件,打包,18,鲁科,选修
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精要解读 实验探究 自主探究 精要解读 实验探究 自主探究 1理解并掌握原电池的构成条件以及工作原理。 2学会如何判断电源的正负极。 3了解常用电池的种类、性能以及新型电池的发展趋势。 4学会利用原电池原理分析日常生活中的相关问题。 课题 1 电池探秘 精要解读 实验探究 自主探究 如何判断电池的正负极？ 提示 在电池中，区分正负极可从氧化还原反应的角度，即正极发生还原反应，负极发生氧化反应，反应中失去电子，电流流入，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。 精要解读 实验探究 自主探究 转化成 的装置，其实质是发生了 反应。以铜、锌原电池为例， 片失去电子，电子经导线流向 片，溶液中的 H 从 片上得到电子被 成氢原子，继而结合成氢分子，在 片上放出，其中电子流出的极为 极，发生 反应，电子流入的极为 极，发生 反应，总的电池反应式为 。 笃学 一 电池是怎样工作的 化学能 电能 氧化还原 锌 铜 铜 还原 铜 负 氧化 正 还原 2H = 精要解读 实验探究 自主探究 (1) ， (2) ， (3) ， (4) 。 2 形成原电池的条件 活泼性不同的电极 电解质溶液 闭合回路 自发进行的氧化还原反应 精要解读 实验探究 自主探究 笃学二 认识几种电池 1. 普通锌锰干电池内的主要反应为： 负极 ( 锌筒 ) ，正极 ( 石墨 ) 2N H4 2e= =2N H 3 H 2 总反应式为 。 2e = = Z n 2 2 N H 4 = = Z n 2 2 N H 3 H 2 精要解读 实验探究 自主探究 2 铅蓄电池工作时的反应原理分别是 P b O 2 4H4 2e= =P b S O 4 2H 2 O ， 4 2e= =P b S O 4 ，则电池的正极是 ，负极是 ，总的反应式 为 。 P 2H 2 放电充电2P 4 2H 2 O 精要解读 实验探究 自主探究 (1)原理：利用 和 间的 提供电能的电池。 (2)最大的特点是 。 (3)氢氧燃料电池：正极输入 ，负极输入 ，电解质 ，总反应为 。 (4)优点：效率高，无污染，装置可重复使用。 3燃料电池 燃料 氧化剂 氧化还原反应 工作时不断地从外界输入燃料和 氧化剂 氧气 氢气 =2要解读 实验探究 自主探究 4化学电池的表示方法为： ( )负极 ( )|电解质 |正极 ( )，请用这种方法表示下列原电池 锌锰干电池： ， 锌氧化汞电池： ， 铅蓄电池： ， 氢氧燃料电池： ， 铜锌原电池： ， 碱性锌锰电池： 。 ( )C( ) ( )C( ) ( )2 ) ( )2， ) ( )2u( ) ( )C( ) 精要解读 实验探究 自主探究 【 慎思 1】 原电池两极的判断。 提示 规律：负氧正还。 一般是活泼金属作负极，不活泼金属或导电的非金属作正极，但不一定是两极材料发生反应。电池负极 电子流出的极 失电子的极 活泼金属发生氧化反应。 电池正极 电子流入的极 得电子的极 还原反应。 精要解读 实验探究 自主探究 【 慎思 2】 如何判断某种装置是否是原电池？ 提示 原电池的工作原理是要有电子的定向移动形成电流，所以看哪种装置可以形成原电池，就要看这一装置是否满足下列四个条件： (1)能发生氧化还原反应。 (2)有活泼性不同的两极材料。 (3)有电解质溶液。 (4)能构成闭合回路。 精要解读 实验探究 自主探究 要点一 | 葡萄糖的化学性质 知识要点 实 例 概 念 将化学能转化为电能的装置 (如右图 ) 自发反应： 实 质 化学能转化为电能 构成前提 能自发地发生氧化还原反应 构成条件 (1)两个电极 (2)电解质溶液 (3)“ 两极 ”“ 一液 ”连成回路 (4)能自发地发生氧化还原反应 精要解读 实验探究 自主探究 知识要点 实 例 电极构成 负极：还原性相对较强的材料 正极：还原性相对较弱的材料 负极 正极 电极反应 负极：失去电子，氧化反应 正极：得到电子，还原反应 负极： 2e= 正极： 2e=荷流向电流流向 外电路：电子由负极流向正极，电流方向相反 内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极 外电路：电子由 内电路： 移向 负极 )；、 移向正极 ) 精要解读 实验探究 自主探究 知识要点 实 例 电极反应式与反应总式的关系 两个电极反应式加合，即得反应总式 负极： 2e= 正极： 2e=式： = 要作用 （ 1）制作电池 （ 2）防止金属被腐蚀 （ 3）提高化学反应速率 (1)制作干电池、铅蓄电池 (2)用粗锌代替纯锌制取 应速率快 (3)于电解质溶液中，精要解读 实验探究 自主探究 【 例 1】 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答： (1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 _，在导线中电子流动方向为_(用 a、 。 (2)负极反应式为_。 (3)电极表面镀铂粉的原因为_。 精要解读 实验探究 自主探究 ( 4) 该电池工作时， 2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： = =2 = =H 反应 中的还原剂是 _ _ ，反应 中的氧化剂是_ 。 精要解读 实验探究 自主探究 解析 (1)原电池的工作原理是将化学能转化成电能。由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所以该燃料电池的电池反应式为： 2=2中氢元素从零价升至 1价，失去电子，即电子从 b。 (2)负极为失去电子的一极，即 ，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上 。 (3)铂粉的接触面积大，可以加快化学反应速率。 (4) 1价，作还原剂。 从 1价降至 氧化剂。 精要解读 实验探究 自主探究 答案 (1)由化学能转变为电能 由 a到 b (2)24 4e =42 2e =23)增大电极单位面积吸附 快电极反应速率 (4)2O 精要解读 实验探究 自主探究 【 体验 1】 下列装置能够组成原电池的是 ( )。 精要解读 实验探究 自主探究 解析 构成原电池要有四个基本条件：电解质溶液、两个活泼性不同的电极并插入电解质溶液中构成闭合回路、可以自发进行的氧化还原反应。四个条件相互联系，不能孤立。u， 可。 答案 要解读 实验探究 自主探究 1原电池正负极的判断 要点二 |原电池正负极的判断及电极反应式的书写 原电池有两个电极 ， 一个是正极 ， 一个是负极 ， 判断正极和负极的方法是： (1)由组成原电池两极的电极材料判断 。 一般是活泼性强的金属为负极 ， 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极 。 (2)根据外电路中电流方向或电子流动方向判断 。 电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极 。 精要解读 实验探究 自主探究 (3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。 (5)依据现象判断。溶解的一极为负极，增重或者有气体放出的一极为正极。 精要解读 实验探究 自主探究 原电池正、负极的判断图示： 精要解读 实验探究 自主探究 (1)一般电极反应式的书写 2电极反应式的书写 精要解读 实验探究 自主探究 ( 2) 复杂电极反应式的书写： 复杂电极反应式 总反应式 较简单一极的电极反应式 如 酸性燃料电池中，负极反应式的书写方法为： 2O 2 = =C O 2 2H 2 O 总反应式 2O 2 8H 8e= =4 H 2 O 正极反应式 2H 2 O 8e= =C O 2 8H 负极反应式 精要解读 实验探究 自主探究 【 例 2】 关于如图所示的原电池，下列说法正确的是 ( )。 A 电子从锌电极通过电流表流向铜 电极 B 盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中 迁移 C 锌电极发生还原反应 ， 铜电极发 生氧化反应 D 铜电极上发生的电极反应是 2H 2e =精要解读 实验探究 自主探究 解析 由原电池装置图可知，负极为 生反应： 2e =；正极为 生反应： 2e =桥中的阴离子向 离子向 以正确答案为 答案 A 精要解读 实验探究 自主探究 【 体验 2】 根据下列氧化还原反应设计一个原电池： 2=3 要求： (1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。 精要解读 实验探究 自主探究 (2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。 _ (3)写出两个电极上发生的电极反应。 _ 精要解读 实验探究 自主探究 思路点拨 根据原电池的构成条件 发生还原反应的一极作正极 (或在正极上发生还原反应 )，发生氧化反应的一极作负极 (或在负极上发生氧化反应 )。 精要解读 实验探究 自主探究 解析 分析题目所给反应知，固体铁中铁元素的化合价升高，发生氧化反应，应作原电池的负极； 生还原反应，但因 能直接作电极，所以要选用一种活动性比铁弱且与里可以采用石墨棒或银棒等。左、右两个半电池中电解质溶液依次为 个半电池要用装有饱和 精要解读 实验探究 自主探究 答案 (1)装置图如下： (2)电池的正负极及外电路中电子的流向如上图所示。 (3)负极 ( 2e = 正极 (g)： 2 2e =2 精要解读 实验探究 自主探究 1锌锰干电池 要点三 | 认识几种电池 普通锌 锰干电池的结构 精要解读 实验探究 自主探究 负极： 2e = 正极： 22e =2 总反应式为： 2= 22=2H) 4=他干电池：碱性锌 锰干电池、银 锌纽扣电池等 优点：携带方便 缺点：电量小，污染大 精要解读 实验探究 自主探究 2铅酸蓄电池 蓄电池的结构 精要解读 实验探究 自主探究 正极材料上 涂有棕褐色的 P b 极材料是海绵状的金属铅，两极浸在 电极方程式：正极是 P b 反应式为 P b 4H 4 2e= =P b S 2负极是 其反应式为： 4 2e= =P b S 反应式为 P b 4H24放电充电2P b S 2 优点：充、放电方便，稳定性强。 缺点：体积大，不方便，寿命短。 其他充电电池：镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池。 精要解读 实验探究 自主探究 (1)燃料电池：把能源中的燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 “ 能量转换器 ” 。 燃料电池中，氢气、甲烷、煤气等燃料作负极燃气；氧气、空气、氯气等氧化剂作正极助燃气。 3燃料电池 精要解读 实验探究 自主探究 (2)氢氧燃料电池 氢氧燃料电池构造示意图 精要解读 实验探究 自主探究 用氢气和氧气作为电极燃气，铂或活性炭作电极， 40%的氢氧化钾溶液作电解质溶液。 负极反应式： 24 4e =4极反应式： 24e =4 总反应式： 2=2要解读 实验探究 自主探究 ( 3) 甲烷 氧气燃料电池：用甲烷和氧气作为电极燃气，铂作电极， 40 % 的氢氧化钾溶液作电解质溶液。 负极反应式： 10 8e= =C 3 7H 2 O 正极反应式： 2O 2 4H 2 O 8e= =8O H总反应式： 2O 2 2= =C 3 3H 2 O ( 4) 优点：效率高，无污染，装置可重复使用。 精要解读 实验探究 自主探究 【 例 3】 控制适合的条件，将反应 2 2I 2 列判断不正确的是 ( )。 精要解读 实验探究 自主探究 A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B反应开始时，甲中石墨电极上 被还原 C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D电流计读数为零后，在甲中溶入 中石墨电极为负极 精要解读 实验探究 自主探究 解析 反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为 2I 2e =氧化反应， 中石墨电极上发生的反应为 22e =2， 被还原， 流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态， 流计读数为零 (反应达到化学平衡状态 )后，在甲中溶入 平衡向逆反应方向移动，中的石墨电极为正极， 答案 D 精要解读 实验探究 自主探究 【 体验 3】 下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下： 序号： 28 时间： 验后的记录： H 向负极移动 电子流动方向为 u 2产生 若有 1 产生的 .5 正极反应式： 2e = 精要解读 实验探究 自主探究 卡片上的描述合理的是 ( )。 A B C D 解析 构成原电池的正极是 极是 错误；电子从负极 向正极 向正极移动，在 2H 2e=故错误、正确；此原电池负极上发生的反应是 2e =，错误；总反应方程式： 2H =当有 1 e 通过时，产生 .5 正确。 答案 B 精要解读 实验探究 自主探究 【 体验 4】 燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置，燃料电池的研究是本世纪最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了氧化二钇 )的 氧化锆 )晶体，它在高温下能传导 。试回答下列问题： (1)该电池放电时的化学反应方程式为：_。 精要解读 实验探究 自主探究 (2)该燃料电池的电极反应式为： 正极： 1352e =26 负极： 226 52e =80固体电解质中的 向 _极移动(填 “ 正 ”
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