证据推理与模型认知案例《电化学》课件

电化学电化学1第一节原电池单液铜锌原电池关键：①单液变双液②活性电极到惰性电极设计双液原电池模型构建分析思路回顾学习应用提升铜锌双液原电池第一节原电池单液铜锌原电池关键：①单液变双液②活性电极到惰2第一节原电池定义：把化学能转变为电能的装置第一节原电池定义：把化学能转变为电能的装置3【回顾旧知识，提出新问题】①锌电极上也有气泡产生②锌电极会附着铜电流会迅速衰减。为什么？如何避免？【回顾旧知识，提出新问题】①锌电极上也有气泡产生4如何使氧化剂和还原剂隔离开？如何使氧化剂和还原剂隔离开？5比较分析——单液和双液原电池

双液原电池：真正实现了氧化反应与还原反应在不同的区域进行，避免氧化剂与还原剂直接接触造成能量损失，为持续、稳定地产生地产生电流创造了条件。离子库、离子导体一桥飞架南北天堑变通途比较分析——单液和双液原电池

双液原电池：真正实现了氧化反应6要点：①电极名称、电极反应、总反应

②电荷流向（导线中的电子，溶液中的离子）要点：①电极名称、电极反应、总反应7盐桥盐桥中溶质的选择：①不与电池中溶液的离子方程反应②通常选用KCl的原因：由于K+与Cl-的扩散速率相近，使盐桥与两个溶液接触产生的液接电势均很小。盐桥盐桥中溶质的选择：8盐桥的其他形式盐桥的其他形式9证据推理与模型认知——原电池原电池的动力——自发的氧化还原反应电子导体负极正极电子阴离子阳离子失电子场所或反应物得电子场所证据推理与模型认知——原电池原电池的动力——自发的氧化还原反10将锌片插入溶液后，在锌片和水溶液界面存在溶解和沉积的平衡状态，金属与溶液界面两侧电荷不均等，便产生了电势差——电极电势（与得失电子有关），用导线连接两电极时，电子会从电极电势低的一极流向电势高的一极迷思概念——电子从负极流向正极的动力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu将锌片插入溶液后，在锌片和水溶液界面存在溶解和沉积的平衡状态11（1）Fe—Cu浓HNO3溶液构成原电池负极：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正极：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液构成原电池

负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原电池两个电极活动性不同时，一定是活泼金属做负极么（1）Fe—Cu浓HNO3溶液构成原电池迷思概念——原电池12安徽2015高考常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时，原电池的负极是铝片，此时，正极的电极反应式是

,溶液中的H+向

_极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是

。安徽2015高考常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓13盐桥只能传递离子，导线只能传递电子，（离子不上岸，电子不下水），所以，更换之后理论上左边是一个原电池（锌吸氧腐蚀），右边是一个电解池迷思概念——盐桥若换成导线（如铜），能否形成闭合回路？和之前的工作原理是否相同？盐桥只能传递离子，导线只能传递电子，（离子不上岸，电子不下水14【任务】根据反应设计双液原电池【任务】根据反应设计双液原电池15【2015北京高考】当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是

。【2015北京高考】当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左16设计原电池的思路和方法——运用模型设计原电池的思路和方法——运用模型17科学地分析原电池的构成要素科学地分析原电池的构成要素182012北京高考题2012北京高考题19第二节化学电源第二节化学电源20证据推理与模型认知案例《电化学》课件21酸性锌锰电池酸性锌锰电池22酸性锌锰电池酸性锌锰电池23迷思概念——为什么电池看上去没电了，放置了又有电了？羟基氧化锰MnO（OH）会发生歧化反应，生成二价Mn（OH）2和MnO2，这个反应会重新产生MnO2，就是干电池放置后“回电”现象的主要原因。迷思概念——为什么电池看上去没电了，放置了又有电了？羟基氧化24碱性锌锰电池碱性锌锰电池25碱性锌锰电池碱性锌锰电池26银锌纽扣电池银锌纽扣电池27铅蓄电池铅蓄电池28锂离子电池锂离子电池29锂离子电池现在锂电池负极大都是石墨，为什么选取石墨？金属锂负极在反复使用中易出现枝晶生长，存在安全问题。利用石墨的层状结构，可以让Li整齐地长在其空隙中。锂离子电池现在锂电池负极大都是石墨，为什么选取石墨？30如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为：负极：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰）。下列有关说法正确的是（

）

A．在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化B．K与M相接时，A是阴极，发生还原反应C．K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区D．该电池的总反应式为Li1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充电放电如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池31某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Lil－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其电池如图所示。下列说法不正确的是A．放电时，LixC6发生氧化反应B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连D．放电时，电池的正极反应为Lil－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某种聚合物锂离子电池放电时的反应为A．放电时，LixC6发生32LiFePO4FePO4LiFePO4FePO433证据推理与模型认知案例《电化学》课件34化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池35化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池36化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池37化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池38化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池39北京2014年高考北京2014年高考40第三节电解池第三节电解池41第三节电解池第三节电解池42初步认识电解（微粒分析、氧化还原）惰性电极电解熔融NaCl初步认识电解（微粒分析、氧化还原）惰性电极电解熔融NaCl43证据推理与模型认知案例《电化学》课件44证据推理与模型认知案例《电化学》课件45辩证灵活地看待电解池的放电顺序辩证灵活地看待电解池的放电顺序46证据推理与模型认识——电解池证据推理与模型认识——电解池47电解原理的应用——电镀电解原理的应用——电镀48电解原理的应用——电解精炼电解原理的应用——电解精炼49电解原理的应用——氯碱工业电解原理的应用——氯碱工业50箭头的辩识——以氯碱工业为例箭头的辩识——以氯碱工业为例51第四节金属的电化学腐蚀与防护第四节金属的电化学腐蚀与防护52金属腐蚀的本质与原理分析金属腐蚀的本质与原理分析53吸氧腐蚀（普遍存在）吸氧腐蚀（普遍存在）54防止金属腐蚀的措施和方法防止金属腐蚀的措施和方法55迷思概念——不锈钢这种合金，为什么不易生锈？迷思概念——不锈钢这种合金，为什么不易生锈？56防止金属腐蚀的措施和方法防止金属腐蚀的措施和方法57电化学模型的区别与统一电化学模型的区别与统一58电化学分析的思路方法电化学分析的思路方法59电极反应分析的思路方法电极反应分析的思路方法60在对比分析中深化理解（自主归纳）在对比分析中深化理解（自主归纳）61在各种变化中提升思维的灵活性在各种变化中提升思维的灵活性62谢谢聆听Talentscomefromdiligence,andknowledgeisgainedbyaccumulation.THANKS谢谢聆听Talentscomefromdiligenc63电化学电化学64第一节原电池单液铜锌原电池关键：①单液变双液②活性电极到惰性电极设计双液原电池模型构建分析思路回顾学习应用提升铜锌双液原电池第一节原电池单液铜锌原电池关键：①单液变双液②活性电极到惰65第一节原电池定义：把化学能转变为电能的装置第一节原电池定义：把化学能转变为电能的装置66【回顾旧知识，提出新问题】①锌电极上也有气泡产生②锌电极会附着铜电流会迅速衰减。为什么？如何避免？【回顾旧知识，提出新问题】①锌电极上也有气泡产生67如何使氧化剂和还原剂隔离开？如何使氧化剂和还原剂隔离开？68比较分析——单液和双液原电池

双液原电池：真正实现了氧化反应与还原反应在不同的区域进行，避免氧化剂与还原剂直接接触造成能量损失，为持续、稳定地产生地产生电流创造了条件。离子库、离子导体一桥飞架南北天堑变通途比较分析——单液和双液原电池

双液原电池：真正实现了氧化反应69要点：①电极名称、电极反应、总反应

②电荷流向（导线中的电子，溶液中的离子）要点：①电极名称、电极反应、总反应70盐桥盐桥中溶质的选择：①不与电池中溶液的离子方程反应②通常选用KCl的原因：由于K+与Cl-的扩散速率相近，使盐桥与两个溶液接触产生的液接电势均很小。盐桥盐桥中溶质的选择：71盐桥的其他形式盐桥的其他形式72证据推理与模型认知——原电池原电池的动力——自发的氧化还原反应电子导体负极正极电子阴离子阳离子失电子场所或反应物得电子场所证据推理与模型认知——原电池原电池的动力——自发的氧化还原反73将锌片插入溶液后，在锌片和水溶液界面存在溶解和沉积的平衡状态，金属与溶液界面两侧电荷不均等，便产生了电势差——电极电势（与得失电子有关），用导线连接两电极时，电子会从电极电势低的一极流向电势高的一极迷思概念——电子从负极流向正极的动力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu将锌片插入溶液后，在锌片和水溶液界面存在溶解和沉积的平衡状态74（1）Fe—Cu浓HNO3溶液构成原电池负极：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正极：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液构成原电池

负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原电池两个电极活动性不同时，一定是活泼金属做负极么（1）Fe—Cu浓HNO3溶液构成原电池迷思概念——原电池75安徽2015高考常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时，原电池的负极是铝片，此时，正极的电极反应式是

,溶液中的H+向

_极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是

。安徽2015高考常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓76盐桥只能传递离子，导线只能传递电子，（离子不上岸，电子不下水），所以，更换之后理论上左边是一个原电池（锌吸氧腐蚀），右边是一个电解池迷思概念——盐桥若换成导线（如铜），能否形成闭合回路？和之前的工作原理是否相同？盐桥只能传递离子，导线只能传递电子，（离子不上岸，电子不下水77【任务】根据反应设计双液原电池【任务】根据反应设计双液原电池78【2015北京高考】当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是

。【2015北京高考】当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左79设计原电池的思路和方法——运用模型设计原电池的思路和方法——运用模型80科学地分析原电池的构成要素科学地分析原电池的构成要素812012北京高考题2012北京高考题82第二节化学电源第二节化学电源83证据推理与模型认知案例《电化学》课件84酸性锌锰电池酸性锌锰电池85酸性锌锰电池酸性锌锰电池86迷思概念——为什么电池看上去没电了，放置了又有电了？羟基氧化锰MnO（OH）会发生歧化反应，生成二价Mn（OH）2和MnO2，这个反应会重新产生MnO2，就是干电池放置后“回电”现象的主要原因。迷思概念——为什么电池看上去没电了，放置了又有电了？羟基氧化87碱性锌锰电池碱性锌锰电池88碱性锌锰电池碱性锌锰电池89银锌纽扣电池银锌纽扣电池90铅蓄电池铅蓄电池91锂离子电池锂离子电池92锂离子电池现在锂电池负极大都是石墨，为什么选取石墨？金属锂负极在反复使用中易出现枝晶生长，存在安全问题。利用石墨的层状结构，可以让Li整齐地长在其空隙中。锂离子电池现在锂电池负极大都是石墨，为什么选取石墨？93如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为：负极：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰）。下列有关说法正确的是（

）

A．在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化B．K与M相接时，A是阴极，发生还原反应C．K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区D．该电池的总反应式为Li1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充电放电如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池94某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Lil－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其电池如图所示。下列说法不正确的是A．放电时，LixC6发生氧化反应B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连D．放电时，电池的正极反应为Lil－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某种聚合物锂离子电池放电时的反应为A．放电时，LixC6发生95LiFePO4FePO4LiFePO4FePO496证据推理与模型认知案例《电化学》课件97化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池98化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池99化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池100化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池101化学电源——燃料电池化学电源——燃料电池102北京2014年高考北京2014年高考103第三节电解池第三节电解池104第三节电解池