【最新精品教案】化学选修4第四章电化学基础(全章教案)讲解_化学选修四第一章教案
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第四章 第一节原电池 教学目标
知识与技能:进一步了解原电池的工作原理,了解设计原电池、选用正负 极的原则,以及电极反应的概念。
过程与方法:1.通过分组实验让学生体验化学能与电能相互转化的探究过 程,培养学生观察能力与分析思维能力;2.实验引导学生掌握以问题为中心的学习方法,学会发现问 题、解决问题的方法.情感态度与价值观:使学生进一步从能量的角度理解化学科学对人类生活 的重要贡献。
教学重点:原电池的工作原理,写电极反应式和电池反应式。教学难点:原电池的工作原理。
教学方法:实验探究法。课时安排:1课时 教学过程: [问题情境 ] 1.同学们在化学必修 2关于《化学能与电能》章节中,学习了原电池的基 本原理和形成条件,那如果有下列两个装置能形成原电池吗?
2.3.(依据学生的方案,肯定切实可行的方
案,如在两烧杯间搭建盐桥。[实验探究 ] 在⑵装置中使用盐桥。
观察装置⑶的实验内容实验现象。[学生 ]通过观察,记录并讲述实验现象。
[教师 ]归纳并板书实验现象: ①电流计指针偏转, 并指示电子是由 锌片流向铜片;
(1 ②锌片溶解质量减少;③铜片上有红色物质析出。
[结论 ]Cu-Zn-CuSO 4溶液构成了原电池, 发生了原电池反应, 并且锌为原电 池的负极,铜为正极。
问题:1.如何设法阻止溶液中的..........Cu..2+..在负极锌表面还原以及能使⑶装置原................电池得到持续、稳定的电流呢?..............2.若把装置⑶中左烧杯中的 CuSO 4溶液换成 ZnSO 4溶液可以吗? 实验 4-1 观察,记录并讲述 实验现象。
①盐桥存在时电流计指针偏转,且指针偏转角度随时间的延续几乎保 持不变;② Zn 片溶解,无红色物质析出, Cu 片上有红色物质析出;③取 出盐桥电流计指针回到零点。
[结论 ]Zn..—.Cu..—.ZnSO....4.溶液..—.CuSO....4.溶液
..—.盐桥构成了原电池,且能产生持..............续、稳定的电流
.......;取出盐桥时没有电流产生,不能形成原电池。
板书:
1、构造特点:双液原电池由两个半电池组成,每个半电池中的电 极与电解质溶液互不反应,电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两个半电 池中,中间通过盐桥连接形成闭合回路。
2、电极反应:负极(Zn :Zn-2e-=Zn2+(氧化反应 正极(Cu :Cu 2++2e-=Cu(还原反应
3、电池反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu4、外电路:电子由负极(Zn 片流向正极(Cu 片;电流由正极(Cu 片流向负极(Zn 片;内电路:阳离子移向正极(Cu 片;阴离子移向负极(Zn 片。
5、盐桥的作用:通过阴、阳离子的定向移动,在内电路形成电流回 路而不中断电流。
6、意义:随开随用,并能长时间产生持续、稳定的电流。[小结并板书 ]原电池的原理及形成条件。
1、原电池的定义:化学能转变为电能的装置。
2、构成原电池的条件:两极一液闭合电路,自发的氧化还原反应
3、原电池的电极: ①材料种类:金属—金属(活泼性不同;金属—非金属;金属—金 属氧化物等。②负极:还原剂发生氧化反应的一极;正极:氧化剂发生还原反应.③正、负极的判断方法:电流计指针的偏转方向(电子流出或电流流 入的一极为负极, 电子流入或电流流出的一极为正极;池中实验现象(电极本身溶解的为负极,电极上有金属或气体析出的为正极。[作业 ]教材 P 72,习题 1-6。
第四章 第二节化学电源
教学目标
知识与技能:了解化学电源的分类,常用电池的构成工作原理,加深对原 电池原理的认识。
过程与方法:培养学生运用对比法和理论联系实际的能力及收集整理、分 析资料的能力
情感态度与价值观:增强学生的环境保护意识和可持续发展意识。教学重点 :一次、二次电池和燃料电池的反应式的书写、性能及其应用 教学难点:化学电池的反应原理
教学过程
复习 :请同学以铜—锌原电池为例,叙述原电池组成和工作原理 板书:第二节化学电源
举例或实物展示 :常见化学电源
锌—锰干电池、铅蓄电池、镍—铬可充电电池、银—锌钮扣电池的 标本或模型
板书:化学电池——将化学能变成电能的装置 讲述:电池分类:一次电池、二次电池、燃料电池 板书:
一、一次电池
投影:1.电池反:Zn+2MnO2+2H2O 2MnO(OH +Zn(OH2.找出电池的正、负极(电池的正、负极反应方程式看教材,不要求
2.银锌电池的电极分别是 Ag 2O 和 Zn ,电解质是 KOH ,发生氧化还原
反应后生成 Ag 和 ZnO ,请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。分析、讨论得结论
讲述:锂电池的优点:锂具有密度小,还原性强的特性。以及锂电池重量 轻、电能高、寿命长、用途广的特点。
板书:
二、二次电池—铅蓄电池
投影:铅锑合金的格板,格板上填充的正极、负极材料,两极之间注入硫 酸的质量分数(30%和密度等内容。总反应 Pb(s+PbO2(s+2H2SO 44(s+2H2O(l 找出放电时(原电池 正负极材料与电极反应方程式及反应类型,计算 当转移 0.5N A 个电子时, 蓄电池消耗硫酸的物质的量。并分析充电的反应。
分析、讨论得结论 : 板书:
三、燃料电池
投影:请写出氢氧燃料电池在酸性及碱性电解质下的正负极反应、总反应, 并由此理解此类电池名称的来源。
板书:酸性电解质: 放电 充电
负极: 2H2-4e-==4H+正极: O2+4H++4e-==2H2O 总反应:2H 2+O2==2H2O 碱性电解质
负极 : 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极 : O2+2H2O+4e-==4OH-总反应 : 2H2+O2==2H2O
讨论、归纳: 1.燃料电池的规律
①燃料做负极,助燃剂氧气为正极。
②书写方程式要考虑产生的离子是否与电解质溶液反应。③电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。④电极反应式必须遵循原子守恒与电苛守恒。2.燃料电池与前几种电池的差别: ①氧化剂与还原剂在工作时不断补充;②反应产物不断排出③能量转化率高(超过 80%,普通的只有 30%, 有利于节约能源。
[阅读]科学视野:燃料电池具有能量利用率高,可连续使用和污染小等 优点,已成为一种发展前景广阔的化学电源。
作业:1.燃料电池是燃料(如 H 2, CO , CH 4等 跟氧气或空气反应,将化学能 转变为电能的装置,电解液为强碱溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法中 正确的是:(答案 A、C A.负极反应为:CH 4+10OH--8e-==CO32-+7H2O B.负极反应为:O 2+2H2O+4e-==4OH-C.随着放电进行,溶液中的阴离子向负极移动 D.随着放电进行,溶液的 PH 值不变
2.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的 铜镍电池。氢镍电池的总反应是(答案是 C、D 21H 22, 根据此反应判断, 下列叙述正确 的是电池放电时, A.电池负极周围溶液的 OH-浓度不断增大 B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原 D.电池放电时, H 2是负极 教学反思: 本节内容应联系生活实际,向综合性、应用性和实践性转化。因此本 节课的设计应注意:挖掘原电池的原理和组成条件,使学生认识到化学知 识与工农业生产、科学发展、日常生活有密切的联系,以激发学生学习化 学的兴趣。更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题,从而培养学 生的创新精神。
放电 充电
第四章 第三节 电解池 教学目标 知识与技能: 1.掌握电解的基本原理。初步掌握一般电解反应产物的判断方法。2.使学生了解电解原理的应用。
3.通过对比、分析、明确原电池与电解池的区别和联系。过程与方法:
通过电解氯化铜水溶液的实验,加深对电解原理的理解和应用。培养 学生观察现象、分析、推理、归纳和总结、探究等能力。
情感态度与价值观:(1指导学生主动参与教学过程,激发其主动探究的意识。
(2对学生进行唯物辩证法教育和环境保护教育, 加深学生对 “理论来 源于实践,又反过来指导实践” ,这一认识规律的认识。
教学重点 :电解原理。教学难点 :离子放电实质。
课时分配 :第一课时,电解原理;第二课时,电解原理的应用。教学方法:实验探究与启发讨论法8
第四章 第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标
知识与技能:1.学会书写吸氧腐蚀的电极反应式,巩固 “ 析氢腐蚀 ” 的电极 反应式。2.了解电化学防护的原理及方法。
过程与方法:视频图片引入,紧密结合原电池和电解池原理,设问讨论, 引导学生讨论研究, 归纳小结, 重点培养学生理论联系实际, 学以致用的能力。
情感、态度与价值观:防止腐蚀,任重道远。培养学生努力学习,用科学 知识武装自己, 提高分析问题、解决问题的能力, 造福社会。教学重点 :金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护
教学难点 :金属发生吸氧腐蚀的电化学原理10
板书 讲述
2、析 氢腐 蚀 • xH2O，这就是铁锈的成份。铁锈疏 松地覆盖在铁钉表面，一定程度上可 以阻止铁定的继续腐蚀。1.吸氧腐蚀 负极：Fe－2e－＝Fe2＋ 正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 总反应为：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2 Fe（OH）2＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）3 Fe（OH）3 →Fe2O3• xH2O（脱水）2.析氢腐蚀 电极反应 与“吸氧腐蚀”相对应的是：如果水 式：负极： 膜或电解质溶液呈强酸性，水膜或电 Fe-2e－=Fe2+ 解质溶液中就会有大量的氢离子，此 正极： 时原电池反应就会有氢气放出，称之 2H+＋2e－=H2 介绍巩固 为“析氢腐蚀”，与我们必修中原电 总反应： 析氢腐蚀 Fe＋2H+＝ 池形成原理相似。Fe2+＋H2 完成 板书 讲述 引入 设问
二、金属 的电 化学 防护 负极：Fe－2e－＝Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－＝H2 总反应式：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2 比较化学腐蚀和电化学腐蚀。见附表 在日常生产和生活中，主要发生吸氧 腐蚀。因其速度快，又具普遍性，所 以危害极大。根据上节引入部分强调保护金属的 重要性和必要性 问题： 你知道哪些办法可以较好地保 学生讨论 护金属，不被腐蚀吗？
1、保护层，2、改变金属结构…… 引出下部 分学习内 容作铺 垫。换个角度 理解所学 知识，用 于解决实 际问题 切入 回顾 电化 学知 识 我们研究电化学保护法 问题 1.在两种金属作极棒形成的原电池 中，哪种极棒消耗？哪种极棒没有消 学生讨论 耗（受到保护）？ 2.在两种金属作极棒组成的电解池 11 小结 科学 探究 中，哪种消耗？哪种极棒没有消耗（受到保护）？ 1.正极（较不活泼金属）受到保护 2.阴极受到保护 P87 《科学探究》 小结 实验验证 引导学生小结 小结
1、牺牲阳极的阴极保护法 板书
2、外加电流的阴极保护法 现有一块白铁和一块马口铁，你能否预测哪种铁 例题 解决问题 板更耐腐蚀？ 小结 略 作业 P87-1T-8T 金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常常见 的现象，也是急待解决的问题。所以本节课应在科学知 教 学 反 思 识的综合性、应用性、实践性上入手，密切联系生活实 际，挖掘原电池的原理和组成条件（即金属腐蚀的原理），以及金属的腐蚀防护的重要意义，使学生认识到化学知 识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣，更重要的是启发学生运用 化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。附表一化学腐蚀与电化学腐蚀 12
