《原电池电极方程式的书写》(高三复习)教学设计

1、原电池电极方程式的书写 （高三复习）教学设计（汕头市达濠华侨中学， 肖真）【教材分析】一、考纲要求1. 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。了解常见化 学电源的种类及其工作原理。2. 能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合，重组 为新知识块的能力。二、地位和作用 原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠；可制成各 种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护，是现代生产、生 活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关于原电池的考题频频出现， 电极反应方程式的书写更是考查的重点。分析近年的高

2、考试题，电极反应方程式的书写主 要有两大类型：一是根据题给图示书写电池反应方程式；二是根据题意文字叙述书写。【学情分析】1. 学生已有氧化还原反应、金属活动性、电解质溶液等知识基础，且已经复习完原电 池的基本原理部分；具备一定的讨论分析、归纳总结的能力。2. 学生在解答新型原电池这类题时出现思维无序、知识综合能力缺乏、对细节的把握 能力差等问题，得分率往往是偏低的。【教学目标】一、知识与能力：1. 掌握原电池的构成条件， 理解原电池的工作原理， 能正确判断原电池的正负极， 正确书写电极反应式、电池反应式。2. 能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已知知识整合，在分析评价的基 础上提高应

3、用新信息的能力。二、过程与方法： 通过边讲边练的方法，加强学生对新型原电池的电极反应方程式的书 写。三、情感态度与价值观：激发学生思维的广度和深度，全面提升学科素养。【教学重、难点】 重点：能在具体的情景中整合新旧知识，正确书写电极和电池反应方程式，特别是燃 料电池和新型电池。难点：思维训练（怎样思考分析） 。【设计思路】以典型例题和习题的形式巩固已复习的，以题带动本节课相关的基本概念和理论的知 识，重、难点内容放在燃料电池和新型电池的电极反应方程式的书写和学生思维方法的训练。教学模式采取以教师为主导，学生为主体，讲练结合的形式。通过例题和习题，使学 生总结出在具体的情景中书写正确方程式的方法

4、与步骤，培养学生从试题提供的新信息 中，准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。最后，强化 训练题作为学生课后作业，帮助学生巩固本节内容。【教学过程】【旧知研磨】请同学们回顾原电池原理的知识内容，自行练习下列练习1、2。一、原电池的电池反应与电极反应练习1写出下图原电池装置的正、负极电极反应方程式 Zn SO4溶液 CuSOq溶液练习2 Li-SOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAICl 4 SOCl 2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCI 2 = 4LiCI +S +SO 2。请回答下列问题：（1 ） 电池的负极材料为,

5、发生的电极反应为（2）电池正极发生的电极反应为 。方法归纳普通原电池电极反应式的书写（学生自行小结） 设计意图：（1）在旧知研磨中加深对原电池基本原理的理解，主要有两大类型：一是根据图示书写 电池反应方程式；二是根据题意文字叙述、电池总方程式书写。（2）捕捉灵感，为下面燃料电池及新型原电池电极方程式的书写奠定基础。【知识深入，弓|入重点】二、燃料电池比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，首先是燃料电池的能量转化 率高，其次是对空气的污染较小。氢氧燃料电池介质电极酸性电解质溶液（如H2SO4溶液）碱性电解质溶液（如KOH溶液）中性电解质溶液 （如NaCI溶液）负极：通入正极：通入总反

6、应2H2 + 02 = 2H 20设计意图:从最简单的氢氧燃料电池入手，让学生通过回顾原电池的基本原理，分析燃料电池的 基本组成和工作原理，继而自主完成上面的表格，为后续更为复杂的燃料电池电极方程式 的书写作铺垫。例1有人设计出利用 CH4和。2的反应，用铂电极在K0H溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在02中燃烧，则下列说法正确的是（） 负极上是 02获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 通入CH4的电极为负极，电极反应式CH4+IOOH- 8e-=C0 3 d电极上的 电极反应式为 。学以致用2 CO分析仪以燃料电池为工作原理，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化

7、锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导02-。在熔融电解质中，02-向（填正负）极移动。电池正极电极反应为： ，负极电极反应为：+7H2O 每消耗ImolCH 4可以向外电路提供 8mole- 电池放电后，溶液 pH不断升高A. B.C.D.学以致用1燃煤废气中的氮氧化物（NOx ）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实 现节能减排、废物利用等。将燃煤废气中的CO 2转化为甲醚的反应原理为：. 催 亠2C0 2（g）+6H 2（g）CH3OCH 3（g） + 3H 20（g）若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式例2科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率

8、更高，可用于航天航空。如 下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了 丫2。3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的02。ill沈的市向二* B-擢杂了 心的NO厕体极的名称为，电极反应式为例3工业上常用Fe作电极电解处理含 C2O7 的酸性废水，最终使铬元素以Cr（OH） 3沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水，电源为甲烷一空气一熔融碳酸盐的燃料电池，设计装置如右图所示。（1 ）装置乙中燃料电池负极的电极反应为 正极的电极反应为（2）装置甲中Fe极的电极反应为 ;随着电解的进行，甲中阳极附近溶液颜色发生变化，请写出相应的离子方程式

9、是 方法归纳燃料电池电极反应式的书写 一一以甲醇燃料电池为例r介质电极酸性电解质（如H2SO4溶液）碱性电解质（如KOH溶液）熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）固体氧化物（如掺杂了 丫203的ZrO2固体）负极：通_正极：通入总反应规律小结电极反应方程式的书写规律列物质，标得失 选离子，配电荷 巧用水，配个数 设计意图：（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒）。（通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）。从最简单的氢氧燃料电池入手，让学生通过分析三种不同典型介质的燃料电池及三道 学以致用题的训练，让学生掌握典型例题的相关知识、解题方法

10、和解题步骤，能够对知识 进行迁移运用。【变式训练，迁移运用，提升能力】请同学们试着回答以下问题？先独立思考，感觉有困难的可以同桌间相互讨论，然后 举手回答。例5右图装置中盛KOH溶液的部分是一个氢氧燃料电池，对此装置的分析合理的是（双选）（） 2+A .该装置中 Cu极为阳极：Cu 2e =CuB 一段时间后锌片质量减少C. b极反应的电极反应式为 H2 2e + 2OH =2H 2OD .当铜极的质量变化为 32 g时，a极上消耗的02的体积为5.6 LPt、学以致用5如右图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为 C。当闭合开关 S后，以下表述不正确的是()A .电流表指针不发生偏转B. 甲为原电池，乙为电解池C. Al 极为负极，发生反应：Al 3e+ 40H =AI0 2+ 2H?0D . Pt极为阴极，发生反应：2H+ + 2e- = H2T 例6镍镉(Ni-Cd )可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液 为KOH溶液，其充、放电按下式进行：放电_Cd + 2NiOOH + 2H 2。充电 Cd(OH)2 + 2Ni(OH) 2放电时负极的电极反应： 充电时阳极的电极反应： FePf)+ i r学以致用6磷酸亚铁锂电池总反应为：1电池中的固体电解质可传导Li+,试写岀该电池放电时正极的电极反应： 设计意图：(1) 通过变式