2019-2020年高中化學(xué)《原電池原理及其應(yīng)用》第二課時(shí)教案 大綱人教版.doc

2019-2020年高中化學(xué)原電池原理及其應(yīng)用第二課時(shí)教案 大綱人教版復(fù)習(xí)上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了原電池的組成條件，現(xiàn)在我們通過(guò)一個(gè)練習(xí)來(lái)復(fù)習(xí)一下這方面的內(nèi)容。練習(xí)判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池，并寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)式。（投影下列裝置圖）構(gòu)成了原電池的裝置是_；其中正極材料為_(kāi)，電極反應(yīng)是_；負(fù)極材料為_(kāi)，電極反應(yīng)是_，總的反應(yīng)是_。答案：（教師講解公布）只有B構(gòu)成了原電池；其余的裝置沒(méi)有同時(shí)具備原電池的三個(gè)條件：A.未形成閉合回路；C.沒(méi)有電解質(zhì)溶液；D.兩極材料活性相同，沒(méi)有電勢(shì)差；E中較活潑的材料不能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，不符合自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)的原則。B中，正極為碳。2H2e=H2；負(fù)極為Fe:Fe2e=Fe2+，總反應(yīng)式為：Fe+2H+=Fe2+H2師下面我們繼續(xù)來(lái)看幾種實(shí)用電池和新型燃料電池。通過(guò)閱讀課文來(lái)回答鋰電池的特點(diǎn)。板書(shū)（3）鋰電池鋰電池具有以下特點(diǎn)：負(fù)極為密度最小的金屬材料：使用和貯存壽命長(zhǎng)；工作效率高，供出電流的電壓高。過(guò)渡燃料電池與前面介紹的電池基本原理相同，但也有區(qū)別，它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。因此，燃料電池是名副其實(shí)的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置能量轉(zhuǎn)換器。師下面我們簡(jiǎn)單了解一下幾種新型燃燒電池。（邊板書(shū)、邊講解）板書(shū)（1）.鋁一空氣燃料電池（電解質(zhì)為鹽溶液）講解這種電池是用純鋁作負(fù)極，空氣作正極，使鋁在鹽溶液中溶解，產(chǎn)生電流?？纱嫫妥鳛槠?chē)的動(dòng)力。其優(yōu)點(diǎn)是：體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。（2）.氫氧燃料電池（電解質(zhì)為KOH溶液）講解這種電池能量轉(zhuǎn)化率高，其燃燒產(chǎn)物是水，不會(huì)污染環(huán)境。過(guò)濾生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，有些金屬制品在使用一段時(shí)間后，會(huì)失去表面的光澤，嚴(yán)重的會(huì)變得銹跡斑斑，實(shí)際上金屬的生銹都與原電池的形成有關(guān)。下面我們就來(lái)分析一下金屬銹蝕的原因。板書(shū)三、金屬的電化學(xué)腐蝕 師什么是金屬的腐蝕?其本質(zhì)是什么?金屬的腐蝕有哪幾種?請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P103內(nèi)容后回答。 學(xué)生閱讀后回答金屬的腐蝕是指金屬或合金與周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 師請(qǐng)同學(xué)們舉例說(shuō)明什么是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 生鐵和氯氣直接反應(yīng)而腐蝕。鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕均為化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中生銹是電化學(xué)腐蝕， 板書(shū)1金屬的腐蝕師請(qǐng)同學(xué)們討論化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系，并填寫(xiě)下表。投影 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過(guò)程較活潑金屬被氧化的過(guò)程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生 (表中內(nèi)容學(xué)生討論后再顯示) 師請(qǐng)同學(xué)們講述一下金屬在潮濕的環(huán)境中生銹的原因。 生在潮濕的空氣里。鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜這層水膜里含有少量H+和OH一，還溶解了02等氣體，結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它與鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無(wú)數(shù)微小的原電池。 師根據(jù)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，指出鋼鐵腐蝕時(shí)形成的原電池的正極和負(fù)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)方程式。 指定學(xué)生板書(shū)負(fù)極（Fe):2Fe4e=2Fe2+正極（C):2H2O+O2+4e=4OH總反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2師Fe(OH)2繼續(xù)被O2氧化生成Fe(OH)3，失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹（Fe2O3xH2O)。這種腐蝕是由于電解質(zhì)溶液中溶有O2造成的。所以把這種電化學(xué)腐蝕叫做吸氧腐蝕。這種腐蝕普遍存在，在電化學(xué)腐蝕中為主。如果電解質(zhì)溶液中有CO2氣體或H時(shí)，會(huì)有H2放出（析出），所以這種電化學(xué)腐蝕也叫析氫腐蝕?？傊?，無(wú)論是哪種腐蝕，其結(jié)果都是水膜中OH濃度相對(duì)增加。板書(shū)析氫腐蝕的電極反應(yīng)：負(fù)極（Fe）:Fe2e=Fe2+正極（C）:2H+2e=H2師金屬腐蝕的現(xiàn)象在日常生活中和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在，金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，會(huì)使機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以至報(bào)廢。有些嚴(yán)重事故就是由于金屬腐蝕引起的。因此，了解金屬腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的方法具有很重要的意義。板書(shū)2.金屬的防護(hù)師影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質(zhì)兩個(gè)方面。請(qǐng)閱讀課文中有關(guān)內(nèi)容，然后回答兩個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題1金屬鋁為什么不易腐蝕？問(wèn)題2金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑時(shí)，金屬是否容易腐蝕？學(xué)生甲金屬鋁比較活潑，表面可生成致密的氧化物薄膜，使金屬鈍化，保護(hù)了內(nèi)層金屬不再被腐蝕。學(xué)生乙不純的金屬易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。過(guò)渡介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。因此，要經(jīng)常對(duì)機(jī)器和儀表進(jìn)行保養(yǎng)。師既然我們已經(jīng)清楚了金屬腐蝕的原因，那么就應(yīng)該從其腐蝕的原因著手，來(lái)加強(qiáng)金屬的防護(hù)。請(qǐng)同學(xué)們舉一些日常生活中金屬防護(hù)的例子。 生改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼；在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如噴漆、涂油、電鍍等。師除以上方法外還可以用原電池的原理來(lái)保護(hù)金屬。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)原電池的原理想一想被保護(hù)的金屬應(yīng)作原電池的哪一極。 生作正極。 師對(duì)。像輪船的尾部和在船殼的水線以下部分，裝有一定數(shù)量的鋅塊，就是為了使鋅塊和船體形成原電池，腐蝕了鋅塊而保護(hù)了輪船。這種利用原電池原理來(lái)減少金屬腐蝕的方法叫電化學(xué)保護(hù)法。投影練習(xí)1.表面鍍有保護(hù)金屬層的鐵片，當(dāng)鍍層有破損時(shí)比普遍鐵片更易腐蝕的是( )A.白鐵（鍍鋅鐵） B.馬口鐵（鍍錫鐵） C.鍍鎳鐵 D.鍍銅鐵答案：BD（因?yàn)殍F比錫、銅活潑，一旦破損，在潮濕的空氣中形成原電池時(shí)，鐵是負(fù)極被氧化而更易腐蝕） 2用銅鉚釘或鋁鉚釘把兩張鋼板鉚在一起各將發(fā)生什么現(xiàn)象? 答案：若用銅鉚釘，則鉚釘附近的鋼板易生銹；若用鋁鉚釘。則鋁鉚釘會(huì)被腐蝕，鋼板不易生銹。 布置作業(yè)P103 一、2二、4.5 三板書(shū)設(shè)計(jì)二、化學(xué)電源3.鋰電池特點(diǎn)：質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高。4.新型燃料電池（1）鋁空氣燃料電池負(fù)極（Al）:4Al12e=4Al3+正極（空氣）：3O2+6H2+12e=12OH電池反應(yīng)：4Al+3O2+6H2=4Al(OH)3（2）氫氧燃料電池（電解質(zhì)：KOH溶液）負(fù)極（碳棒）：2H24OH4e=4H2O正極（碳棒）：O22H2O4e=4OH總反應(yīng)：2H2O2=2H2O三、金屬的電化學(xué)腐蝕1.金屬的腐蝕。（1）化學(xué)腐蝕 （2）電化學(xué)腐蝕2.金屬的防護(hù)教學(xué)說(shuō)明關(guān)于原電池和金屬的腐蝕及其防護(hù)的內(nèi)容，教學(xué)大綱要求屬于B層次和A層次，但筆者認(rèn)為在學(xué)科知識(shí)向綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性轉(zhuǎn)化的今天，聯(lián)系生活實(shí)際是非常必要的，因此，本節(jié)課的設(shè)計(jì)注重以下幾點(diǎn)：1.基本指導(dǎo)思想挖掘原電池的原理和組成條件，以及金屬的腐蝕和防護(hù)的重要意義，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活有密切的聯(lián)系，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，更重要的是啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。2.教學(xué)目標(biāo)在知識(shí)方面，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中理解原電池的原理及組成條件，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和歸納總結(jié)能力。參考練習(xí)1.金屬A不純，混有金屬C，發(fā)生銹蝕時(shí)，A先腐蝕，將A與B金屬組成原電池時(shí)，則A為電池的正極，A、B、C三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)? )A.ACB B.ABC C.BAC D.BCA答案：C2.電子計(jì)算器中所用鈕扣式電池為銀鋅電也，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)為：Zn+2OH2e=Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH。下列敘述正確的是( )A.電流由鋅經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2OB. 鋅是陰極， Ag2O是陽(yáng)極C. 鋅是負(fù)極， Ag2O是正極D.工作時(shí)，負(fù)極區(qū)域溶液pH減小，正極區(qū)溶液pH增大答案：CD3干電池碳棒和鋅筒中間填充了NH4Cl和MnO2的混合物。放電時(shí)總反應(yīng)方程式為Zn +2MnO2+2NH=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O，干電池中MnO2的作用是 ( )A干電池中的催化劑 B把C氧化成CO2C把鋅氧化成Zn2+ D把生成的H2氧化成H2O 答案：D 4埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各情況下，腐蝕速度最慢的是 ( ) A在含鐵元素較多的酸性土壤中 B在潮濕疏松透氣的土壤中 C在干燥致密不透氣的土壤中 D在含碳粒較多，潮濕透氣的中性土壤中 答案：C 5在鋼鐵銹蝕過(guò)程中，下列5種變化可能發(fā)生的是 ( ) Fe由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià) O2被還原 產(chǎn)生H2 Fe(OH)3失水形成e2O3 H2O 雜質(zhì)C被氧化除去 A B C D全部答案：C