《课内探究》教(学)案
学科化学 级部高三 班级 姓名 使用时间2012年9月19日
课题 原电池 编制 周月明
审核 刘务亮
学习目标 1.理解原电池原理及应用。
2. 能够正确书写电极反应式。
3. 能够进行简单的原电池的设计。
课堂学习
学生笔记 学案内容
探究一、如何书写原电池的电极反应式?(以氢氧燃料电池为例)
【例1】利用反应2H2+O2=2H2O构成的高效燃料电池常用于航天领域。其电极材料一般为惰性电极,但具有很强的催化活性,如Pt电极、活性C电极等。该电池可用酸性电解质(如H2SO4),也可用碱性电解质(如NaOH)。试写出下列不同条件下,该电池放电时的电极反应式:
(1)用酸性电解质时:
负极:_______________, 正极:____________________。
(2)用碱性电解质时:
负极:________________, 正极:____________________。
【随堂演练1】氢氧燃料电池还可用固体氧化物作电解质(如Y2O3、ZrO2等,在高温下允许O2-在其间通过)。试写出用固体氧化物作电解质时的电极反应式:
负极:____________________,正极:____________________。
【随堂演练2】熔融盐燃料电池具有高发电效率而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作为电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气作为正极助燃气,形成在60℃下工作的燃料电池。则负极反应式为_____ ___,正极反应式为______ ____ _。
【随堂演练3】若上述电池改为以CH4为燃料,采用不同电解质时的负极反应如何呢?
(1)用酸性电解质时:__________ __________;
(2)用碱性电解质时: __________ __________。
探究二、原电池原理的常见应用
【例2】请同学们思考下列问题:
(1)生活中常见的白铁属于镀锌铁,其镀层被破坏后,铁被腐蚀的程度大吗?
(2)钢铁设备上的铜铆钉处特别易生锈,这是为什么呢?
(3)在用锌粒和稀硫酸制取氢气时,采用粗锌(含有杂质铜)会比纯锌冒气泡速率快,你知道其中的原因吗?
(4)为了充分利用化学能,而且利于环保,可将化学能转化为哪种形式的能量?如何实现这种转化呢?
【知识归纳】结合生活,你能列举出哪些常见的原电池原理的应用呢?
探究三、如何根据已知反应设计原电池?
【例3】将氧化还原反应Cu+2Fe3+= 2Fe2+ +Cu2+设计成一个原电池,请你画出自己设计的装置图,指明电极名称、电解质溶液,并和小组内的同学交流一下自己的设计思路。
【随堂演练4】某同学依据氧化还原反应2Ag++Cu= Cu2++2Ag设计的原电池如图所示,请你帮他完成下列问题:
(1)电极X的材料是________,电解质溶液Y是___________;
(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为______________,X电极上发生的电极反应为_______ _________________________________。
【体验高考】
1(2012山东卷,13).下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
2(2012全国卷,11). ①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向① ;①③相连时,③为正极;②④相连时,②有气泡逸出 ;③ ④ 相连时,③ 的质量减少 ,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A 、 ①③②④ B、 ①③④②
C、 ③ ④ ②① D、 ③①②④
【课堂小结】
【课堂自测】
1.下列装置中,属于原电池的是( D )
2.某原电池的总反应为Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,该原电池的组成应为( C )
A B C D
正极 Zn Ag Cu Cu
负极 Cu Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2
3.铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是 ( B )
A. 正极反应为:Zn—2e-=Zn2+
B.电池反应为:Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu
C. 在外电路中,电子从铜极流向锌极
D. 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
4.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( C )
A. 在含铁元素较多的酸性土壤中
B. 在潮湿输送透气的土壤中
C. 在干燥致密不透气的土壤中
D. 在含碳粒较多,潮湿透气的土壤中