内容正文:
第2课时 化学电源
专题6 化学反应与能量变化 第三单元 化学能与电能的转化
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学习 目 标
核 心 素 养
1.会设计简单的原电池。
2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。
3.掌握构成电池的要素,了解不同电极材料对电池性能的影响。
4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
通过对常见化学电源的学习,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律,培养证据推理与模型认知的学科素养。
化学反应的速率
新课导入
交流讨论
理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。选择适宜的材料和试剂,请利用反应“Fe+2Fe3+==3Fe2+”设计一个原电池。
负极材料:Fe
正极材料:铜或石墨
电解液:FeCl3[或Fe2(SO4)3]溶液
能导电,可被Fe3+氧化为Fe2+
还原性比铁弱,能导电的固体
2Fe3++2e- ==2Fe2+
Fe-2e- ==Fe2+
化学反应的速率
一、设计原电池
知识梳理
1.依据
分析氧化还原反应找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
2.设计思路
(1)定:确定一个能够自发进行的氧化还原反应;
(2)拆:将氧化还原反应拆分为两个半反应
负极:还原剂-ne-==氧化产物;正极:氧化剂+ne-==还原产物;
(3)找:正、负极材料和电解质溶液;
(4)画:形成闭合回路,画出原电池示意图。
化学反应的速率
学以致用
当堂训练
1. 判断正误
(1)理论上任何氧化还原反应都可设计成原电池( )
(2)原电池中负极上发生氧化反应( )
(3)原电池中正极材料一定发生还原反应( )
(4)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应( )
×
×
√
×
2. 以Fe+CuSO4===FeSO4+Cu为例设计原电池
电极反应式 材料选择 装置
负极:Fe-2e-===Fe2+
正极:Cu2++2e-===Cu 负极:Fe; 正极:Cu或C等
电解质溶液:CuSO4溶液
化学反应的速率
实验探究
思考分析
提出问题 影响自制电池效果的因素有哪些?
查阅资源 电极材料,电极间距,水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
实验探究 Ⅰ.按如图连接水果电池;
Ⅱ.实验记录如下:
探究影响电池效果的因素
序号 电极 电极间距 种类 电流 (μA)
① Cu—Al 2.0 cm 西红柿 78.5
② Cu—Fe 2.0 cm 西红柿 70.3
③ Al—Al 2.0 cm 西红柿 0
④ Cu—Al 2.0 cm 柠檬 45.7
⑤ Cu—Al 1.0 cm 柠檬 98.4
⑥ 石墨—Al 1.0 cm 柠檬 104.5
解释与结论
(1)实验①②③的目的是______________________________。
对比实验①②③得出的结论是_______________________________________________________。
(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论,需要对比实验______(填序号)。
对比④⑤得出结论是___________________________________________________。
探究电极材料对电池效果的影响
在其他条件相同时,电极材料活泼性差别越大,电池效果越好
①④
其他条件相同,电极间距越小,电流越大,电池效果越好
化学反应的速率
实验探究
思考分析
探究影响电池效果的因素
解释与结论
(3)水果电池中,水果的作用是_____________。
(4)对比实验①②③可知,构成水果电池的电极必须具备的条件为____________________,构成水果电池的其他要素还有___________________、_____________、______________。
作电解质溶液
两极金属活动性不同
自发的氧化还原反应
形成闭合回路 有电解质溶液
提出问题 影响自制电池效果的因素有哪些?
查阅资源 电极材料,电极间距,水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
实验探究 Ⅰ.按如图连接水果电池;
Ⅱ.实验记录如下:
序号 电极 电极间距 种类 电流 (μA)
① Cu—Al 2.0 cm 西红柿 78.5
② Cu—Fe 2.0 cm 西红柿 70.3
③ Al—Al 2.0 cm 西红柿 0
④ Cu—Al 2.0 cm 柠檬 45.7
⑤ Cu—Al 1.0 cm 柠檬 98.4
⑥ 石墨—Al 1.0 cm 柠檬 104.5
化学反应的速率
二、常