資源簡介

年級 高一 學科 化學 活動時間
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課題 6.1.2化學反應與電能習題教案 課題總用課時數 1
教學目標 通過化學反應與電能的習題，進一步鞏固原電池裝置和原理的知識，深化氧化還原反應與原電池原理之間的聯系。 通過習題對原電池裝置的設計，提升對化學電池的認識。
教學重難點 重點：理解氧化還原反應與原電池原理之間的聯系；原電池的形成條件。 難點：原電池裝置的設計。
學情分析 學生已經學習了有關化學能與電能的基礎知識,對原電池裝置的設計已經有了初步認識，通過化學反應與電能習題反饋，學生錯誤率較高的題為：第4題、第8題、第11題、第12題、第13題，說明學生對原電池的反應原理還局限在Zn-Cu-稀硫酸的反應中，考察到其他化學反應原理時又區分不清楚。在后續的習題講評中應加強氧化還原反應與原電池原理之間的聯系這一內容。
教學準備 優化設計小本練習
環節一：試題正誤情況大致分析，錯誤率較高的題目重點講解 環節二：錯題集中講評 4.下列關于如圖所示裝置的敘述錯誤的是(　　) A.Cu片是負極,其質量逐漸減小 B.Cu片上有紅棕色氣體產生 C.Fe片上發生還原反應 D.H+向Fe片移動 解答：Fe、Cu及濃硝酸形成原電池時,由于鐵遇濃硝酸發生鈍化,銅與濃硝酸反應生成NO2氣體,則Fe片為正極,Cu片為負極。Cu片是負極,質量逐漸減小,A正確;Fe片為正極,正極產生二氧化氮氣體,則Fe片上有紅棕色氣體產生,B錯誤;Fe片為正極,則Fe片上發生還原反應,C正確;電解質溶液中陽離子向正極移動,則H+向Fe片移動,D正確。 8.(2022山東青島高一期末)X、Y、Z、M、N代表五種金屬,有以下反應: ①Y與M用導線連接放入稀硫酸中,M上冒氣泡; ②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經過外電路,流入N極; ③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;④水溶液中,X+Y2+X2++Y。 則這五種金屬的活動性由強到弱的順序為(　　) A.Z>X>Y>M>N B.Z>Y>X>M>N C.Z>X>Y>N>M D.X>Y>M>N>Z 解答：Y與M用導線連接放入稀硫酸中,形成原電池,M上冒氣泡,則M是正極,活動性:Y>M;②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經過外電路流入N極,則M是負極,活動性:M>N;③Z能與冷水反應生成H2,則Z是非常活潑的金屬;④X能置換出Y,則活動性:X>Y。綜上所述,金屬的活動性:Z>X>Y>M>N。 11.(2022湖南湘西州高一期末)新型微生物電池可應用于酸性有機廢水(含C6H6O)的處理,其放電時的工作原理如圖所示,其中交換膜為質子交換膜。下列說法正確的是(　　) A.N極為電池的負極 B.工作時,氫離子從N極移向M極 C.N極的電極反應式為O2+4H++4e-2H2O D.N極消耗22.4 L O2(標準狀況),M極產生CO2的體積為22.4 L(標準狀況) 解答：由圖可知,O2→H2O發生還原反應,則N極為電池的正極,A錯誤;N極是正極,陽離子移向正極,則H+從M極移向N極,B錯誤;N極發生還原反應,電極反應式為O2+4H++4e-2H2O,C正確;電池總反應式為C6H6O+7O26CO2+3H2O,則消耗1 mol O2時,M極產生 mol CO2,在標準狀況下的體積為 mol×22.4 L/mol=19.2 L,D錯誤。 12.(2022山東聊城高一期末)質量相同的鐵棒、石墨棒和足量CuCl2溶液組成的裝置如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.閉合K,電子通過CuCl2溶液移到石墨棒上 B.閉合K,鐵棒表面發生的電極反應為Cu2++2e-Cu C.閉合K,轉移電子0.2 mol時,理論上石墨棒與鐵棒的質量差為1.2 g D.打開K與閉合K時發生的總反應相同 解答：閉合K,電子由鐵通過導線到達正極石墨棒上,A錯誤;閉合K,該裝置為原電池,Fe易失電子作負極,石墨棒作正極,鐵棒表面發生的電極反應為Fe-2e-Fe2+,B錯誤;該裝置為原電池,當電路中有0.2 mol電子通過時,析出n(Cu)==0.1 mol,m(Cu)=0.1 mol×64 g/mol=6.4 g,Fe電極上溶解的質量為56 g/mol×0.1 mol=5.6 g,理論上石墨棒與鐵棒的質量差為6.4 g+5.6 g=12 g,C錯誤;打開K,反應為CuCl2+FeCu+FeCl2,閉合K時該裝置為原電池,電池的總反應為CuCl2+FeCu+FeCl2,發生的總反應相同,D正確。 13.(2022河北石家莊高一期末)我國力爭在2060年前實現“碳中和”。海洋酸度的增加可以作為一種潛在的電力獲取來源,同時能達成“碳中和”的目的。這項技術的裝置示意圖如下: 下列說法錯誤的是(　　) A.Na電極為該原電池裝置的負極 B.CO2在正極發生還原反應 C.“有機電解質”不可換成NaOH溶液 D.當電路中轉移1 mol e-時,理論上吸收44 g CO2 解答：圖中Na→Na+發生氧化反應,則Na電極為負極,A正確;圖中正極上H+發生還原反應生成H2(g),CO2→HC,未發生氧化還原反應,B錯誤;Na與水劇烈反應生成NaOH和H2,該電池不能使用水溶液作為電解質溶液,故“有機電解質”不能換成NaOH溶液,C正確;當電路中轉移1 mol e-時,正極區溶液生成1 mol HC,據碳原子守恒推知理論上吸收1 mol CO2,D正確。 14.(2022北京昌平區高一期末)電池是人類生產生活能源的重要來源之一。 Ⅰ.如圖是一個原電池裝置。 (1)該裝置是利用反應a設計的原電池裝置,反應a的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　;反應b(NaOH+HClNaCl+H2O)是否也可以設計成原電池,理由是　 　。 (2)按照構成電池的基本要素來看,負極反應物是　　　　(填化學式,下同),正極反應物是　　　　　　　,正極材料是　　　　　,電解質溶液是　　　　　　　　　　　。 (3)銅電極上的電極反應是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)完整說明該原電池裝置是如何形成電流的 　。 Ⅱ.如圖是利用反應c設計的原電池裝置。 (5)反應c的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 (6)該裝置將氧化反應和還原反應分開進行,還原反應在　　　　　(填“鐵”或“石墨”)電極上發生。 (1)Zn+2H+Zn2++H2↑　不可以。該反應不是氧化還原反應,無電子轉移 (2)Zn　H2SO4(H+)　Cu　稀硫酸 (3)2H++2e-H2↑ (4)鋅電極失去電子,電子通過導線傳導到銅電極上,溶液中的氫離子在銅電極得到電子。同時,電解質溶液中的離子定向移動,構成閉合回路,形成電流 (5)Fe+2Fe3+3Fe2+ (6)石墨 解析 (1)銅與硫酸不反應,鋅與硫酸能反應生成硫酸鋅和氫氣,反應的離子方程式是Zn+2H+Zn2++H2↑;反應b(NaOH+HClNaCl+H2O)不是氧化還原反應,沒有電子轉移,不能設計成原電池。 (2)按照構成原電池的基本要素來看,鋅的活動性大于銅,負極反應物是Zn,氫離子在正極得電子生成氫氣,正極反應物是H2SO4(H+),正極材料是Cu,電解質溶液是稀硫酸。 (3)銅電極是正極,氫離子在銅電極上得電子生成氫氣,正極反應式是2H++2e-H2↑。 (4)鋅電極失去電子,電子通過導線傳導到銅電極上,溶液中的氫離子在銅電極得到電子。同時,電解質溶液中的離子定向移動,構成閉合回路,形成電流。 (5)根據圖示,鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵,反應的離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+。 (6)該裝置將氧化反應和還原反應分開進行,鐵電極發生反應Fe-2e-Fe2+,石墨電極上發生反應Fe3++e-Fe2+,故還原反應在石墨電極上發生。
板書設計 原電池的工作原理 2.判斷原電池的正極和負極
作業布置
課后反思

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