复习课
【教材分析】
原电池是在必修教材内容的基础上的进一步拓宽和加深,也是对氧化还原反应的拓展。与工业生产、人们的生活联系密切.通过对蓄电池、燃料电池、干电池的分析,探讨化学能与电能相互转化的关系和对人类社会的重要意义.通过对金属腐蚀的原因的学习,从本质上弄清金属的腐蚀,找到金属防护的方法,认识防止金属腐蚀的重要意义. 【教学目标】 一 知识与能力
1、进一步加深学生对原电池原理的理解. 2、能正确的书写原电池的极反应方程式。
2、能用原电池原理解释金属的腐蚀与防护问题. 二 过程与方法
通过学生的交流、合作,体现运用原电池解决实际问题的过程,学会分析解决实际问题的方法。
三 情感与价值观
1、发展学习化学的兴趣,感受化学世界的奇妙。 2、认识化学对于社会、生活和生产的意义. 【教学重点】
1、原电池原理的进一步理解。 2、电极反应方程式的书写。 【教学难点】
电极反应方程式的书写 【教学方法】
练习法、讲授法、讨论法 【教学手段】
学生分组实验 多媒体教学课件
【设计思路】
先通过原电池原理实际应用的两个练习题,让学生进一步领会原电池的实际意义。并通过对这两个练习的归纳、总结深化对原电池原理的理解,总结出电极反应方程式书写的方法。最后再由一个综合性训练题,对本节和本章的关系进行总结。以达到整合本章,深化本节的目的。
【教学过程】 教学教师活动 环节 练习 展示: 导入 练习1、 如图:水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:试管内液面下降,则溶液呈现_____性,电极反应方程式:负极:______,正极:______。若试管内液面上升,则溶液呈_____性,发生_____腐蚀,电极反应方程式,负极:__________,正极:______________。 此时的原电池反应为 第 1 页 共 9 页
学生活动 做练习 设计意图 1、巩固原电池的基本知识。 2、培养学生知答案: 酸 析氢 Fe―2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ 弱酸性、中性或碱 2Fe―4e—=2Fe2+ 2H2O+O2+4e-=4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 练习2、 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能,轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池中总反应方程式都可表示为:2H2+O22H2O,酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应式:2H2-4e—4H+,则正极反应为:__________________;碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应为:O2+4H2O+4e-4OH- ,则负极反应为_________。 +———答案:O2+4H+4e2H2O 2H2+4OH-4e4H2O 问题展示: 讨论 1、一个原电池的构成,需要哪些要素? 2、你画出练习1中的原电池装置图?并指出电极材料,标出正、负极。 3、原电池反应与电极材料、电解质溶液之间有什么关系? 4、你认为原电池电极反应方程式的书写应注意什么问题? 归纳板书: 讨论一 原电池原理 结果 (一)原电池的构成要素 1、△H<0的氧化还原反应 2、两个导体 3、电解质溶液 4、构成闭合回路 展示 展示学生的答案: × C 交流讨论 识的运用能力。 3、进一步领会原电池的实际意义. 深化知识、培养能力、指导方法 检查上节课的知识掌握情况 形成结论 回答 交流 归纳 分析 判断 Fe 食盐水、氧气 总结归纳总结: 讨论1、电极反应、电极材料、电解质溶液之间没有必然的联系。 结果 2、电极反应方程式的书写要受电解质的影响。 (二)电极反应方程式的书写 方法分析讲解: 指导 1、标价态 找变价 2、定反应 找物质 3、定电极 找对应 4、定电子 找守恒 5、补微粒 看溶液 第 2 页 共 9 页
回答 交流 归纳 思考 交流 回答 理解 形成结论 指电反的写法 导极应书方氧化反应 0 +4 +2 Pb + PbO2+2H2SO4=== 2PbSO4+2H2O 还原反应 还原剂 氧化剂 氧化产物、还原产物 负极:Pb+SO42=PbSO4+2e 正极:PbO2+4H+SO4+2e=PbSO4+2H2O 巩固练习3、 练习 一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳.该电池负极发生的反应是( ) A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H(aq)+2e B.O2(g)+4H(aq)+4e―→2H2O(l) C.CH3OH(g)+H2O(l)―→CO2(g)+6H(aq)+6e D.O2(g)+2H2O(l)+4e―→4OH 解析:该燃料电池的总反应为:2CH3OH(g)+3O2(g)―→4H2O(l)+2CO2(g),正极反应为:O2(g)+4H(aq)+4e―→2H2O(l),根据电子守恒则负极反应为:CH3OH(g)+H2O(l)―→CO2(g)+6H++---+-+-+-+2----做练习 巩电反的写法 固极应书方(aq)+6e. -答案: C 板书 二 原电池的应用 (一)化学电源 (二)金属的腐蚀与防护 练习 练习4、 复习 A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如图所示: 回忆 知识复习 复习金属的腐蚀与防护 做练习 (1)A中反应的离子方程式是_____________ (2)B中Sn极的电极反应式为_________________,Sn极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 第 3 页 共 9 页
(3)C中被腐蚀的金属是____________,总反应离子方程式是______________________,比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是____________________. 解析: (1)A中发生Fe与稀H2SO4间的置换反应。 (2)B中Sn为正极,H放电生成H2:2H+2e―→H2↑,导致Sn附近溶液中[H]减小,pH增大。 (3)C中Zn为负极被腐蚀。 答案:(1)Fe+2H===Fe2+H2↑ (2)2H+2e―→H2↑ 增大 (3)Zn Zn+2H===Zn+H2↑ B〉A〉C 知识展示: 检查 1、金属的腐蚀有哪些类型? 2、怎样防止金属的腐蚀? 思考 回答 知识复习 巩固 深化 整合 +2++-+++++-练习 展示: 做练练习5、 习 (1)3.2克液态甲醇完全燃烧,生成液态水时放出72.65kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 (2)在下图所示装置中 (3)图中甲池的装置是 。乙池A电极的名称是 。 写出通入CH3OH的电极的电极反应式是 。 (4)乙池中反应的化学方程式为 . (5)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下);此时丙池某电极析出0。60 g某金属,则丙中的盐溶液可能是 (填序号) A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.AgNO3 答案: (1)2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=—726。5kJ/mol (2)原电池 阳极 (3)CH3OH+8OH――6 e=CO32+ 6H2O --(4)4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (5)280 B、D 第 4 页 共 9 页
问题展示: 思考 展示 1、通过本章的学习,你只有什么收获? 总结 2、本节与这一章有什么关系?你能否用一个简单说的示意图表示。 课堂展示: 回答 小结 △H<0 放热反应 思考 化学反应中的能量变化 讨论 △H>0 吸热反应 化学反应 非氧化还原反应 电子转移 非自发反应 电解池 氧化还原反应 (△H>0) 自发反应 原电池 (△H<0) 整合本章 形成知识结构 板书一 原电池原理 提纲 (一)原电池的构成要素 1、△H<0的氧化还原反应 2、两个导体 3、电解质溶液 4、构成闭合回路 (二)电极反应方程式的书写 二 原电池的应用 (一)化学电源 (二)金属的腐蚀与防护 △H<0 放热反应 化学反应中的能量变化 △H>0 吸热反应 化学反应 非氧化还原反应 电子转移 非自发反应 电解池 △H>0 氧化还原反应 自发反应 原电池 △H<0 教后记 1、课堂的容量较大,课堂进度要打紧,否则要拖堂. 2、进行电极反应方程式的书写方法教学时要慢一些,要给学生消化的时间。 3、最后的课堂小结部分最好,加深了学生对这一章的理解,学生表现比较积极。
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跟踪练习
1.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均为3。2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( ) .A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时的正极反应为 2H2O+O2+4e===4OH C.在化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e===Fe2 2.关于如图所示装置的叙述,正确的是( )
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A.铜是阳极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.铜离子在铜片表面被还原
3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( ) A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl-2e===Cl2 B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e===4OH
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e===Cu2 D.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe-3e===Fe3 4.烧杯A中盛放0.1 mol·L
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的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1 mol·L
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的CuCl2溶液(两种溶
液均足量),装置如图所示,下列说法不正确的是( ) .
A.A为原电池,B为电解池 B.A为电解池,B为原电池
C.当A烧杯中产生0.1 mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol D.一段时间后,B烧杯中溶液的浓度增大
5.将金属a放入b(NO3)2溶液中发生如下反应:a+b2===a2+b,则下列说法正确的是
( )
A.常温下,a或b可以与水发生反应
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B.a与b用导线连接插入稀H2SO4中,则形成原电池且b极上有H2放出 C.a与b用导线连接插入b(NO3)2中一定构成原电池
D.用惰性电极电解a(NO3)2与b(NO3)2的混合液,在阳极先析出b
6.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4)等跟O2(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱(如KOH)溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是( ) .A.通入氧气的一极发生还原反应,通入甲烷的一极发生氧化反应 B.负极的电极反应式为CH4+10OH-8e===CO2,3+7H2O C.随着反应的进行,电解质溶液的pH保持不变 D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大
7.某蓄电池放电、充电时的反应为Fe+Ni2O3+3H2O错误!Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列推断中正确的是( )
①放电时,Fe为正极,Ni2O3为负极 ②充电时,阴极上的电极反应式是:
Fe(OH)2+2e===Fe+2OH ③充电时,Ni(OH)2为阳极 ④该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中
A.①②③ B.①②④ C.①③④
D.②③④
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8.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题.
(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________________。
(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答: ①A电极对应的金属是________(写元素名称),B电极的电极反应式是_ _____________. ②镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因
_______________________________________________________________________ 9.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:
方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为
__________________________________________________________________。 方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。
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正极反应式:________________________________________________________。 负极反应式:________________________________________________________。 方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):______________________,用离子方程式表示其反应原理:_____________________________________________________________。 10.(1)合成氨反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.2 kJ·mol
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已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应,在某一定条件下,N2的转化率仅为10%,要想通过该反应得到92.2 kJ的热量,至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为________ mol。
(2)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式:__________________________, 负极的电极反应式:__________________________. (3)如图是一个电解过程示意图.
①锌片上发生的电极反应式是:________________________________________ _______________________________________________________________。 ②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为128 g,则肼- 空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为 20%)。
参考答案
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1B 2D 3A 4BD 5C 6C 7D
8答案:(1)BD (2)①铜 Cu2+2e===Cu
②镀层破损后,镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀,镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。
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9答案:方案Ⅰ:Fe+2H===Fe2+H2↑ 方案Ⅱ:2H+2e===H2↑,Fe-2e===Fe2
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方案Ⅲ:将铁片置于CuSO4溶液,若铁棒表面覆盖一层铜,说明Fe比Cu活动性强 Fe+Cu2===Fe2+Cu(合理即可)
10答案:(1)10 (2)O2+4e+2H2O===4OH N2H4+4OH-4e===4H2O+N2↑ (3)①Cu2+2e===Cu ②112
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