电化学基础教案

课题 原电池 教学目标 教学目标 知识与技能知识与技能 了解原电池的组成条件 工作原理 了解原电池的组成条件 工作原理 过程与方法 利用学生已有的知识储备进行原电池的教学过程与方法 利用学生已有的知识储备进行原电池的教学 情感态度和价值取向 通过原电池原理的讲解 让学生深刻体会利弊结合的道理情感态度和价值取向 通过原电池原理的讲解 让学生深刻体会利弊结合的道理 教学重点 原电池的工作原理教学重点 原电池的工作原理 教学难点 依据工作原理设计原电池教学难点 依据工作原理设计原电池 教学方法 手段 教学方法 手段 多媒体 讲解 讨论多媒体 讲解 讨论 教学时数 教学时数 二课时二课时 板书设计 板书设计 原电池原电池 原电池原电池 1 1 概念 概念 2 2 组成条件组成条件 3 3 工作原理工作原理 教学过程 教学过程 思考 1 锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么 2 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 现象是什么 3 铜片为什么有气泡产生 4 如何检验证明是那种情况 5 电子流向如何 6 该装置实现了怎样的能量转化 把化学能直接转化为电能的装置 原电池 1 原电池的构成条件 两极 正极 较不活泼的金属或非金属 如石墨 负极 较活泼的金属 电解质溶液 形成闭合回路 下列装置中属于原电池的是 2 原电池反应原理 电子 负极 正极 电流 正极 负极 溶液中阴离子 负极 溶液中阳离子 正极 负极 氧化反应 活泼金属失电子变阳离子 正极 还原反应 溶液中离子得电子 总反应 负极金属与电解液的离子反应 3 化学电池的反应本质 氧化还原反应 原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化 还原两个反应在负 正两极同时不同地进行 正负两极上进出电子 总数相等 拓展 盐桥 作作 业 单篇业 单篇 教学反思 本节内容比较简单 易于让学生接受 教学反思 本节内容比较简单 易于让学生接受 课题 化学电源 教学目标 教学目标 知识与技能知识与技能 了解各种电源 了解各种电源 过程与方法 过程与方法 通过学生的实际生活引入各种各样的化学电源通过学生的实际生活引入各种各样的化学电源 情感态度和价值取向 根据电池中的某些元素对环境的危害 让学生体会爱护环境情感态度和价值取向 根据电池中的某些元素对环境的危害 让学生体会爱护环境 的重要性的重要性 教学重点 燃料电池电极反应式的书写教学重点 燃料电池电极反应式的书写 教学难点 燃料电池电极反应式的书写教学难点 燃料电池电极反应式的书写 教学方法 手段 教学方法 手段 多媒体 讲解 讨论多媒体 讲解 讨论 教学时数 教学时数 一课时一课时 板书设计 板书设计 化学电源 1 一次电池 2 二次电池 3 燃料电池 教学过程 教学过程 1 一次电池 放电之后不能充电 内部的氧化还原反应不可逆 1 碱性锌锰电池 负极是 Zn 正极是 MnO2 电解质是 KOH 负极 Zn 2OH 2e Zn OH 2 正极 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 总反应 2MnO2 2H2O Zn Zn OH 2 2MnOOH 2 银锌纽扣电池 负极是 Zn 正极是 Ag2O 电解质是 KOH 负极 Zn 2OH 2e ZnO H2O 正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 总反应 Ag2O Zn ZnO 2Ag 2 二次电池 1 蓄电池放电过程工作原理 负极 Pb Pb 2e SO42 PbSO4 正极 PbO2 PbO2 2e SO42 4H PbSO4 2H2O 总反应 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 2 镍镉电池 负极 Cd 正极 NiO OH 电解质 KOH 镍镉电池应用 收录机 无线对讲机 电子闪光灯 电动剃须刀等 缺点 如不会回收会严重污染环境 3 锂电池 可充电的绿色电池 应用 常用在电话机 照相机 汽车 计算机等中 此外在工业 医学 军事上也有广泛的应用 三 燃料电池 燃料 O 2 电解 质 溶液 1 燃料电池的构成 电解质溶液 KOH 等强碱 H2SO4 等强酸 NaCl 等盐溶液 电极材料 多孔性镍 铂 2 燃料电池的电极反应的书写 先写总反应 燃料在氧气中的燃烧 若有 CO2 生成 且电解质为强碱时 考虑 CO2 2OH CO32 H2O 再写正极反应 O2 2H2O 4e 4OH O2 4H 4e 2H2O 最后写负极反应 总反应减去正极反应 常见燃料 H2 NH3 CO CH4 CH3OH 等 作作 业 单篇业 单篇 教学反思 化学电源作为学生了解的内容比较容易接受 但是对于燃料电池的反应教学反思 化学电源作为学生了解的内容比较容易接受 但是对于燃料电池的反应 原理和电极反应式的书写是本节的难点 需要重点讲解 原理和电极反应式的书写是本节的难点 需要重点讲解 课题 电解池 教学目标 教学目标 知识与技能知识与技能 了解电解池的构造及反应原理 并能应用原理处理简单的计算 了解电解池的构造及反应原理 并能应用原理处理简单的计算 过程与方法 在方法上 帮助学生学会用比较 归纳的方法将一些具体事物抽象化 以突出它们过程与方法 在方法上 帮助学生学会用比较 归纳的方法将一些具体事物抽象化 以突出它们 的内在联系和区别的内在联系和区别 情感态度和价值取向 在教学理念上 要让学生在学习过程中变被动为主动 促使学生的思维活情感态度和价值取向 在教学理念上 要让学生在学习过程中变被动为主动 促使学生的思维活 动活跃起来动活跃起来 教学重点 电极反应和电极反应式的书写教学重点 电极反应和电极反应式的书写 教学难点 电解原理的应用教学难点 电解原理的应用 教学方法 手段 教学方法 手段 多媒体 讲解 讨论多媒体 讲解 讨论 教学时数 二教学时数 二课时课时 板书设计 板书设计 电解池 1 电解原理 1 构成条件 2 反应原理 2 电解原理的应用 1 氯碱工业 2 电镀 3 电冶金 教学过程 教学过程 1 电解原理 1 电解池的构成条件 把电能转变为化学能的装置 又叫电解池 两极 阴极 与电源负极相连 阳极 与电源正极相连 两极材料可同可不同 石墨 Au 或 Pt 作为电极时称惰性电极 电解质溶液 形成闭合回路 直流电源 2 电解池的反应原理 阳氧阴还 电子 负极 阴极 阳极 正极 电流 正极 阳极 阴极 负极 溶液中阴离子 阳极 溶液中阳离子 阴极 阳极 氧化反应 电极金属或溶液阴离子失电子 阴极 还原反应 溶液阳离子得电子变单质 总反应 阴阳极反应相加 3 电解池中离子放电顺序 阳极 金属要求活动性 Ag 以前 金属 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 F 阳极 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 较大浓度时先于 H 放电 4 电解反应的书写 找出溶液中所有离子 按放电顺序写出阴阳极反应 加和得到总反应 若 H OH 由水电离 则总反应中需将其变成 H2O 所有总反应的条件均为电解 练习电解池原电池 电极材料可以相同可以不同不同 电极名称 阴阳极由外电源决定 与电源负极相连的为阴极 与电源正极相连的为阳极 正负极由电极材料决定 活泼性较强的金属做负极 电极反应阳极 氧化反应 阴极 还原反应 负极 氧化反应 正极 还原反应 能量变换电能 化学能化学能 电能 电子流向负 阴 阳 正负 导线 正 特征有外加电源本身是电源 外接用电器 二 电解原理的应用 1 电解饱和食盐水制烧碱 氯气 氢气 工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取 NaOH Cl2 和 H2 并以它们为原料生产一系列化工产品 称为氯 碱工业 阳 2Cl 2e Cl2 阴 2H 2e H2 总 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 2 电镀 定义 是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程 装置 阳极 镀层金属 与电源正极相连 阴极 待镀金属制品 与电源负极相连 电镀液 含镀层金属离子的溶液 电极反应 阳极 镀层 M ne Mn 阴极 待镀 Mn ne M 3 电冶金 对象 钠 钙 镁 铝这样的活泼金属 电解液 熔融的态电解质 实例 2NaCl 熔融 2Na Cl2 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 不能用 AlCl3 代替 Al2O3 冰晶石用来降低 Al2O3 熔点 作作 业 业 教学反思 教学反思 课题 金属的电化学腐蚀与防护 教学目标 教学目标 知识与技能知识与技能 知道金属腐蚀的两种类型 能解释金属发生电化学腐蚀的原因 知道金属腐蚀的两种类型 能解释金属发生电化学腐蚀的原因 过程与方法 从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力过程与方法 从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力 情感态度和价值取向 通过金属腐蚀和生产 生活实际相联系的内容 增强学生学情感态度和价值取向 通过金属腐蚀和生产 生活实际相联系的内容 增强学生学 习兴趣习兴趣 教学重点 金属的电化学腐蚀与防护教学重点 金属的电化学腐蚀与防护 教学难点 析氢腐蚀 吸氧腐蚀教学难点 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 教学方法 手段 教学方法 手段 多媒体 讲解 讨论多媒体 讲解 讨论 教学时数 教学时数 二课时二课时 板书设计 板书设计 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 1 金属的电化学腐蚀 1 金属腐蚀 2 金属的电化学腐蚀 2 金属的电化学腐蚀 1 牺牲阳极法 2 外加电流法 教学过程 教学过程 金属腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家 2005 年全国生产钢材 37117 02 万吨 每年被腐蚀的铁占到我国钢铁 年产量的十分之一 因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的 2 4 约合人民币 3000 亿元 2005 年我国国内生产总值将达 15 万亿元 根据各国调查结果 一般说来 金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的 4 左右 另据国外统计 金属腐蚀的年损失远远超过水灾 火灾 风灾和地震 平均值 损失的总和 在这里还不包括 由于腐蚀导致的停工 减产和爆炸等造成的间接损失 金属腐蚀的主要害处 不仅在于金属本身的损失 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大 到无法估量 腐蚀不仅造成经济损失 也经常对安全构成威胁 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故 如飞机因某一零部件破裂而坠毁 桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷 油管 因穿孔或裂缝而漏油 引起着火爆炸 化工厂中储酸槽穿孔泄漏 造成重大环境污染 管道和设备跑 冒 滴 漏 破坏生产环境 有毒气体如 Cl2 H2S HCN 等的泄漏 更会危及工作人员和附近居民的生命安全 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实 大家有没有想过 铁怎么会被腐蚀 怎样防腐 1 金属的电化学腐蚀 1 金属腐蚀 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程 2 金属腐蚀类型 化学腐蚀 金属与接触到的干燥气体 O2 Cl2 SO2 或非电解质液体 石油 等发生化学反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触 形成原电池 使金属失去电子被氧化 2 金属的电化学腐蚀类型 析氢腐蚀 发生条件 酸性 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 C 2H 2e H2 总反应 Fe 2H Fe2 H2 吸氧腐蚀 常见 发生条件 中性 碱性 负极 Fe 2Fe