高中化学-原电池的原理及其应用教学设计学情分析教材分析课后反思

第三节原电池原理及其应用学案知识技能目标1.了解化学能与其它形式能量的相互转化。2.掌握原电池的工作原理 3.了解常见的电池及化学科学在能源开发和利用方面的重要应用能力方法目标1.通过“活动、探究原电池的工作原理”培养学生的观察能力、实验能力和分析推理能力。2.利用追根寻源、资料在线等栏目开拓学生的视野。情感、态度与价值观目标深化和提升学生认识化学研究的应用价值，增强环保意识。教学重点与难点原电池的工作原理原电池【实验探究】实验一：将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察实验现象，并解释实验现象。实验二：将锌片和铜片上端连在一起浸入稀硫酸中，观察现象。实验三：将锌片和铜片用导线相连，并串联一个电流计，浸入稀硫酸中，观察现象。1、原电池的定义：负极:正极:总反应：2、形成原电池的条件：（1）：（2）：（3）：练习1判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.ABCDE二、原电池的工作原理：【分组讨论】1、外电路中电子的流动方向。2、内电路中阴阳离子的移动方向。3、产生上述实验现象的原因及电极反应。三.原电池的应用(1)设计原电池。思考题：如何设计一个原电池，其原电池反应为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2写出电极名称和电极反应式。画出装置图。(2)比较金属活动性强弱。例2.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（）A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；(3)比较反应速率例3.下列制氢气的反应速率最快的是（）A.纯锌和1mol/L硫酸；B.纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸；D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。【当堂过关】1.下列装置能形成原电池的是()A.①②③⑦B.①②⑤⑥C.①②③④ D.①②③⑥⑦2.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A.两个装置都构成了原电池B.甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D.产生气泡的速率甲比乙慢3.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>Z D.Y>Z>X4.已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜，金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池，从而使金属锈蚀加快，下列制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是()A.镀铝塑扣 B.食品罐头盒(镀锡铁盒)C.白铁水桶(镀锌) D.镀银铜质奖章5.现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋根据两反应本质，判断能否设计成原电池____________________________。(2)如果不能，说明其原因_________________________________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：________，________________________，________。正极：________，________________________，________。【课外思考】总结正负极判断的方法？学情分析：

（1）认知结构：在课前已经接触到了国外的不少节日，因此学生在感情的期待上比较积极，在授课的过程中学生也能跟上老师的上课思路和课文提供的各种信息。

（2）年龄特征：作为在学生高中阶段编排的知识点，学生在以往的经历与学习生活中对化学实验的信息有所接触，他们也正处于积极求知的阶段，因此在课堂上的整体表现充满了强烈的欲望。

效果分析由于知识的遗忘，知识的衔接不流畅，本节课新知识的引入阶段学生耗时巨大，学生理解费劲。但本节课的新知识运用到是很好，学生很容易接受，能达到活学活用的效果。教材分析

《原电池原理及其应用》第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。

本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（4-15）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。第四节

原电池原理及其应用评测练习

基础练习

一、选择题(每小题有1—2个选项符合题意)

1.实验室用纯锌与稀H2SO4反应制H2的反应速率慢，下列方法能提高反应速率的是(

)。

A.再加入几块锌

B.加入少量CuO

C.增大硫酸的浓度

D.加入醋酸铜[本文由免费提供]

答案：B

2.用锌片、铜片和AgNO3溶液组成的原电池，正极上发生的电极反应是(

)。

A.2H++2e-=H2

B.Zn-2e=Zn2+

C.2H2O+O2+4e-=4OH-

D.Ag++e-=Ag

答案：D

3.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Gu2+=Zn2++Gu，该反应的原电池的正确组成是(

)。

A

B

C

D

正极

Zn

Cu

Cu

Fe

负极

Cu

Zn

Zn

Zn

电解质溶液

CuCl2

H2SO4

CuSO4

CuCl2

答案：CD

4.X、Y、Z、M四种金属，已知X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z组成原电池时，Z为正极；Z与Y的硝酸盐溶液反应置换出Y；M离子的氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为(

)。

A.XYZM

B.XZMY

C.MZXY

D.XZYM

答案：D

5.下列关于钢铁腐蚀的叙述中正确的是(

)。

A.吸氧腐蚀正极放出氧气

B.析氢腐蚀正极放出氢气

C.化学腐蚀的速率超过电化学腐蚀

D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍

答案：B

6.表面镀有保护金属的铁片，当镀层有破损时，比普通铁片不易被腐蚀的有(

)。

A.白铁(镀锌铁)

B.马口铁(镀锡铁)

C.镀镍铁

D.镀铜铁

答案：A

7.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是(

)。

A.在含铁元素较多的酸性土壤里

B.在潮湿疏松透气的土壤中

C.在干燥致密不透气的土壤中

D.在含炭粒较多、潮湿透气的中性土壤中

答案：C

二、填空题

8.Cu放入稀H2SO4中不溶解，再加Ag2SO4或加入NaNO3，均见溶液变蓝，其原因是_________________________________。

答案：Cu与Ag+发生置换反应，生成Cu2+；NaNO3在酸性条件下具有氧化性，将Cu氧化为Cu2+

9.有A、B两种金属分别与盐酸反应，产生H2的速率相近，试设计一个实验证明A、B两种金属的活泼性。__________________________________。

答案：将A、B两种金属片用导线相连并插入盐酸中，有气泡逸出的电极为较不活泼的金属，无气泡逸出的电极为较活泼的金属

10.电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接电路，这是因为______________________。

答案：在潮湿空气中，铜与铝接触能形成原电池，铝很快被腐蚀

三、计算题

11.将mg铁粉在500mLpH=1的盐酸中完全溶解，往溶液中通入适量的Cl2恰好完全反应后，再加入0.02mol／L的NiIx溶液500mL时，刚好使I-转变为I2单质，此时溶液的pH=2。已知反应前后Ni的化合价没有改变，反应过程中溶液的体积变化忽略不计，试通过计算求m值和x值。

答案：m=1.12g

x=2

12.为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mLl3.5mol／L的浓HNO3，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况下)，并测得溶液的pH=0，假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：

(1)被还原的HNO3的物质的量。

(2)合金中银的质量分数。

答案：(1)0.3mol

(2)w(Ag)=36％

综合练习

一、选择题

1.将锌片和银片接触放入物质的量浓度相同的下列溶液中，反应一段时间后，溶液质量减轻的是(

)。

A.AC13

D.CuSO4

C.AgNO3

D.H2SO4

答案：C

2.如图4-7所示，下列各容器中盛有水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(

)。

A.④②③①

B.④③①②

C.③①②④

D.②①③④

答案：B

3.电子表和计算机的电源是微型银锌电池，其电极材料分别为Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液，电极反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，下列说法中正确的是(

)。

A.Zn为正极，Ag2O为负极

B.电子由锌极经外电路流人Ag2O极

C.Zn为负极，Ag2O为正极

D.工作一段时间后，Zn的质量减少，Ag2O的质量增加

答案：C

4.由四种金属W、X、Y、Z两两组成原电池的两极时，W都是正极；在由这四种金属组成的混合物中加入盐酸，其中X、Y溶解，W、Z不溶解；在上述反应的滤液中加入过量的NaOH溶液，得到Y离子所形成的沉淀。这四种金属的活动性由强到弱的顺序为(

)。

A.W>Y>X>Z

B.Y>X>Z>W

C.X>Y>Z>W

D.W>X>Y>Z

C

5.如图4-8所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心从烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(

)。

A.铁圈和银圈左右摇摆不定

B.保持平衡状态

C.铁圈向下倾斜

D.银圈向下倾斜

答案：D

6.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：

负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-

正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

今若制取0.05molCl2，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是(

)。

A.0.025mol

B.0.050mol

C.0.10mol

D.0.20mol

答案：C

7.一种以多孔铂片作电极，以KOH溶液为电解质溶液的CH4燃料电池中，两极发生的电化学反应：R极：CH4-8e-+100H-→CO32-+7H2O；S极：2O2+8e-+4H2O=8OH-，下列关于CH4燃料电池的各项叙述中肯定不正确的是(

)。

A.通人CH4的R极是电池的正极，发生氧化反应；通人O2的S极是电池的负极，发生还原反应

B.该燃料电池每通入2.8L(标准状况下)甲烷时，将有1.0mol的电子产生

C.该燃料电池属于碱性电池，在使用过程中KOH的物质的量保持不变

D.该燃料电池在使用过程中，在S极附近的pH将会升高

答案：C

二、填空题

8.将锌片和碳棒连接，浸入NH4Cl溶液中，也可以产生电流，此时正极为___________，电极反应式为___________，负极为___________，电极反应式为___________。

答案：C；2H++2e-=H2；Zn；Zn-2e-：Zn2+

9.我国首先研制的以铝___________空气___________海水电池为能源的新型航标灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的O2使铝不断氧化而源源产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。试推断这种新型电源的基本结构：___________是负极，___________是正极，电极反应式为______________________。

答案：铝；铁或碳；负极：4Al-12e-=4A13+，正极：3O2+12e-+6H2O=12OH-

10.(1)如今有2H2+O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的气体应是___________，正极通的气体应是___________，电极反应式分别为______________________。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式分别为___________；(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化?___________。

(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为______________________。

答案：(1)H2；O2；负极：2H2+4OH-4e-=4H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4e-+4H+=2H2O；(1)变小(2)变大

(3)负极：CH4+100H--8e-=CO32-+7H2O，正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-

11.有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体内做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体内血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作，其正极材料是___________，电极反应式为___________；负极材料是___________，电极反应式为___________。

答案：Pt；O2+2H2O+4e-=4OH-；Zn；Zn-2e-=Zn2+

12.富有经验的木工在向木器钉铁钉时，习惯用口水把铁钉尖部润湿，然后钉入木器，其目的有两个，一是___________，二是______________________。

答案：起润滑作用，有利于铁钉的钉人；加速铁钉的生锈，使铁钉不易脱落

13.剪约6cm长、2cm宽的铝片、铜片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm)。将Cu片和Al片分别与电流表的“+”、“-”端连接，电流表指针调到中间位置。取两个小烧杯，在一个烧杯中注入40mL浓硝酸，在另一烧杯中注入40mL0.5mol／L的稀H2SO4。试回答下列问题：

(1)两电极同时插入稀H2SO4中，电流计指针偏向___________极(填“铝”或“铜”)，铝片上的电极反应式为___________；

(2)两电极同时插入浓HNO3，电流计指针偏向___________极(填“铝”或“铜”)，此时铝是m极(填“正”或“负”)，铝片上的电极反应式为_