原电池公开课定稿

新课标人教版选修四化学反应原理,开放性实验之原电池设计,化学教研组高彩梅,预期现象：,锌棒溶解，铜棒上有红黑色物质析出,锌片,Zn-2e-=Zn2+,氧化反应,铜片,Cu2+2e-=Cu,还原反应,电子由锌片经外电路流向铜片,负极,正极,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,（负极正极）,电子流向：,完成学案,硫酸铜,温故而知新,一、原电池是利用_反应，将_的装置。,化学能转化为电能,氧化还原,二、组成原电池的条件,两极一液成回路，氧化还原是中心,三、正负极的判断,A,B,C,D,E,F,1.下列哪些装置能形成原电池？,X,V,X,X,V,原电池构成条件,典型例题：,X,电流表指针发生偏转，锌极上沉积一层有色物质,【学生实验】,温故而知新,CuSO4溶液,注意分工：实验安全，实验设计、实验操作、实验评价,【学生互动】,由于锌片与CuSO4溶液直接接触，一段时间后，溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，电子不再经过导线。使向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完全被铜覆盖后，反应终止了，也就没有电流产生。,此原电池电流衰减较快，能量转化率低，不稳定。,使氧化剂还原剂不直接接触。,交流与研讨,对上述实验如何改进，得到持续稳定的电流？（学生讨论）,【提出问题】,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,？,小知识：盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,对比实验，哪一个装置电流更稳定？还有哪些优点？,【实验探究】,后者：1产生更持续、稳定的电流。,2能量转换更率高；3能防止自放电。,负极：Zn,正极：Cu,盐桥在此的作用是什么？,（1）形成闭合回路，代替两溶液直接接触。,（2）平衡电荷，保持溶液呈电中性。,一、盐桥原电池工作原理,锌半电池,铜半电池,总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu,外电路,内电路,2.盐桥原电池的结构,双池双液盐桥原电池还存在哪些弊端呢？,明察秋毫,基于盐桥的作用，你知道上述原电池装置还可以怎么改进？请同学们设计一个有别于之前的原电池，越特别越好，请同学们分工合作，画出原电池结构示意图，并标注特别之处。,离子交换膜简介,小知识：离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。,二、盐桥变膜-离子交换膜电池,一池多变,二、盐桥变膜-离子交换膜电池,选用什么离子交换膜好呢？,三、原电池的设计,2、确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极，一般正极不如负极活泼,1、将氧化还原反应拆成两个半反应并写出负极和正极反应式,3、确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。,4、几乎所有的氧化还原反应都可以设计成原电池,化合价降低得2e-,负极：Cu2e-=Cu2+,正极：2Fe3+2e-=2Fe2+,利用Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，设计一个可产生持续稳定电流的原电池。,化合价升高失2e-,电极材料：负极：Cu正极：C,电解质溶液：Fe2(SO4)3、FeCl3等,开放性实验设计（完善认识）,从以下仪器和药品中选择合适材料，试设计原电池：1、灵敏电流计、铁片、铝片、锌片、铜片、石墨棒、铂电极、银电极，导线、小烧杯；2、蒸馏水、FeCl3溶液、KI溶液、盐桥，苯、酸性KMnO4溶液、草酸溶液、稀硫酸、盐酸溶液、NaOH溶液、KOH溶液、Na2S溶液、H2O2溶液、NaBr溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液、MgCl2溶液,请同学们分工合作，画出原电池结构示意图,比一比看谁棒,1下列反应可用于设计原电池的是()AH2SO42NaOH=Na2SO42H2OB2FeCl3Fe=3FeCl2CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3DNaClAgNO3=NaNO3AgCl,B,2.如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的()Aa是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4Ba是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4Ca是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液Da是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液,比一比看谁棒,D,3.原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（）A由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-=Al3+B由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-=Al3+C由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+,C,比一比看谁棒,4.控制适合的条件，将反应：2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(),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Fe3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FeCl2固体，乙中石墨电极为负极,比一比看谁棒,5.银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成了硫化银的缘故，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法是：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：（1）在此原电池中，负极发生的反应为_，正极发生的反应为_（2）反应过程中会产生臭味，原电池总反应的方程式为_。,2Al6e=2Al3,3Ag2S6e=6Ag3S2,3Ag2S2Al6H2O=2Al(OH)33H2S6Ag,4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,6.我国首创以铝空气海水为能源的新型电池，并应用于海上航标灯。,负极：正极：总反应式：,开拓视野锌空气金属燃料电池航标灯,4Al-12e-4Al3+,3O2+6H2O+12e-12OH-,比一比看谁棒,3.依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：,（1）电极X的材是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为；,X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。,作业设计,1.探究市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等,使用完后，会发现有大量铁锈存在。“热敷袋”是利用放出热量。2)炭粉的主要作用是。3)加入氯化钠的主要作用是。,3.导学案P49,2.上网查阅新能源电池的前景及如何回收废旧电池的论文。,欢迎各位老师批评指导,创设问题情境，引入环节3,环节