證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件

電化學電化學1第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關鍵：①單液變雙液②活性電極到惰性電極設計雙液原電池模型構(gòu)建分析思路回顧學習應用提升銅鋅雙液原電池第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關鍵：①單液變雙液②活性電極到惰2第一節(jié)原電池定義：把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置第一節(jié)原電池定義：把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置3【回顧舊知識，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生②鋅電極會附著銅電流會迅速衰減。為什么？如何避免？【回顧舊知識，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生4如何使氧化劑和還原劑隔離開？如何使氧化劑和還原劑隔離開？5比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實現(xiàn)了氧化反應與還原反應在不同的區(qū)域進行，避免氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了條件。離子庫、離子導體一橋飛架南北天塹變通途比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實現(xiàn)了氧化反應6要點：①電極名稱、電極反應、總反應

②電荷流向（導線中的電子，溶液中的離子）要點：①電極名稱、電極反應、總反應7鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：①不與電池中溶液的離子方程反應②通常選用KCl的原因：由于K+與Cl-的擴散速率相近，使鹽橋與兩個溶液接觸產(chǎn)生的液接電勢均很小。鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：8鹽橋的其他形式鹽橋的其他形式9證據(jù)推理與模型認知——原電池原電池的動力——自發(fā)的氧化還原反應電子導體負極正極電子陰離子陽離子失電子場所或反應物得電子場所證據(jù)推理與模型認知——原電池原電池的動力——自發(fā)的氧化還原反10將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)，金屬與溶液界面兩側(cè)電荷不均等，便產(chǎn)生了電勢差——電極電勢（與得失電子有關），用導線連接兩電極時，電子會從電極電勢低的一極流向電勢高的一極迷思概念——電子從負極流向正極的動力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)11（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池負極：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正極：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液構(gòu)成原電池

負極：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正極：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原電池兩個電極活動性不同時，一定是活潑金屬做負極么（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池迷思概念——原電池12安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0-t1時，原電池的負極是鋁片，此時，正極的電極反應式是

,溶液中的H+向

_極移動，t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是

。安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃13鹽橋只能傳遞離子，導線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水），所以，更換之后理論上左邊是一個原電池（鋅吸氧腐蝕），右邊是一個電解池迷思概念——鹽橋若換成導線（如銅），能否形成閉合回路？和之前的工作原理是否相同？鹽橋只能傳遞離子，導線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水14【任務】根據(jù)反應設計雙液原電池【任務】根據(jù)反應設計雙液原電池15【2015北京高考】當指針歸零（反應達到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了其推測。該現(xiàn)象是

。【2015北京高考】當指針歸零（反應達到平衡）后，向U型管左16設計原電池的思路和方法——運用模型設計原電池的思路和方法——運用模型17科學地分析原電池的構(gòu)成要素科學地分析原電池的構(gòu)成要素182012北京高考題2012北京高考題19第二節(jié)化學電源第二節(jié)化學電源20證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件21酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池22酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池23迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化錳MnO（OH）會發(fā)生歧化反應，生成二價Mn（OH）2和MnO2，這個反應會重新產(chǎn)生MnO2，就是干電池放置后“回電”現(xiàn)象的主要原因。迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化24堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池25堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池26銀鋅紐扣電池銀鋅紐扣電池27鉛蓄電池鉛蓄電池28鋰離子電池鋰離子電池29鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負極大都是石墨，為什么選取石墨？金屬鋰負極在反復使用中易出現(xiàn)枝晶生長，存在安全問題。利用石墨的層狀結(jié)構(gòu)，可以讓Li整齊地長在其空隙中。鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負極大都是石墨，為什么選取石墨？30如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時該電池的電極反應式為：負極：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料）正極：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳）。下列有關說法正確的是（

）

A．在整個充、放電過程中至少存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B．K與M相接時，A是陰極，發(fā)生還原反應C．K與N相接時，Li＋由A極區(qū)遷移到B極區(qū)D．該電池的總反應式為Li1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充電放電如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時該電池31某種聚合物鋰離子電池放電時的反應為Lil－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其電池如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時，LixC6發(fā)生氧化反應B．充電時，Li＋通過陽離子交換膜從左向右移動C．充電時，將電池的負極與外接電源的負極相連D．放電時，電池的正極反應為Lil－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某種聚合物鋰離子電池放電時的反應為A．放電時，LixC6發(fā)生32LiFePO4FePO4LiFePO4FePO433證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件34化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池35化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池36化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池37化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池38化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池39北京2014年高考北京2014年高考40第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池41第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池42初步認識電解（微粒分析、氧化還原）惰性電極電解熔融NaCl初步認識電解（微粒分析、氧化還原）惰性電極電解熔融NaCl43證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件44證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件45辯證靈活地看待電解池的放電順序辯證靈活地看待電解池的放電順序46證據(jù)推理與模型認識——電解池證據(jù)推理與模型認識——電解池47電解原理的應用——電鍍電解原理的應用——電鍍48電解原理的應用——電解精煉電解原理的應用——電解精煉49電解原理的應用——氯堿工業(yè)電解原理的應用——氯堿工業(yè)50箭頭的辯識——以氯堿工業(yè)為例箭頭的辯識——以氯堿工業(yè)為例51第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護52金屬腐蝕的本質(zhì)與原理分析金屬腐蝕的本質(zhì)與原理分析53吸氧腐蝕（普遍存在）吸氧腐蝕（普遍存在）54防止金屬腐蝕的措施和方法防止金屬腐蝕的措施和方法55迷思概念——不銹鋼這種合金，為什么不易生銹？迷思概念——不銹鋼這種合金，為什么不易生銹？56防止金屬腐蝕的措施和方法防止金屬腐蝕的措施和方法57電化學模型的區(qū)別與統(tǒng)一電化學模型的區(qū)別與統(tǒng)一58電化學分析的思路方法電化學分析的思路方法59電極反應分析的思路方法電極反應分析的思路方法60在對比分析中深化理解（自主歸納）在對比分析中深化理解（自主歸納）61在各種變化中提升思維的靈活性在各種變化中提升思維的靈活性62謝謝聆聽Talentscomefromdiligence,andknowledgeisgainedbyaccumulation.THANKS謝謝聆聽Talentscomefromdiligenc63電化學電化學64第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關鍵：①單液變雙液②活性電極到惰性電極設計雙液原電池模型構(gòu)建分析思路回顧學習應用提升銅鋅雙液原電池第一節(jié)原電池單液銅鋅原電池關鍵：①單液變雙液②活性電極到惰65第一節(jié)原電池定義：把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置第一節(jié)原電池定義：把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置66【回顧舊知識，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生②鋅電極會附著銅電流會迅速衰減。為什么？如何避免？【回顧舊知識，提出新問題】①鋅電極上也有氣泡產(chǎn)生67如何使氧化劑和還原劑隔離開？如何使氧化劑和還原劑隔離開？68比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實現(xiàn)了氧化反應與還原反應在不同的區(qū)域進行，避免氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了條件。離子庫、離子導體一橋飛架南北天塹變通途比較分析——單液和雙液原電池

雙液原電池：真正實現(xiàn)了氧化反應69要點：①電極名稱、電極反應、總反應

②電荷流向（導線中的電子，溶液中的離子）要點：①電極名稱、電極反應、總反應70鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：①不與電池中溶液的離子方程反應②通常選用KCl的原因：由于K+與Cl-的擴散速率相近，使鹽橋與兩個溶液接觸產(chǎn)生的液接電勢均很小。鹽橋鹽橋中溶質(zhì)的選擇：71鹽橋的其他形式鹽橋的其他形式72證據(jù)推理與模型認知——原電池原電池的動力——自發(fā)的氧化還原反應電子導體負極正極電子陰離子陽離子失電子場所或反應物得電子場所證據(jù)推理與模型認知——原電池原電池的動力——自發(fā)的氧化還原反73將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)，金屬與溶液界面兩側(cè)電荷不均等，便產(chǎn)生了電勢差——電極電勢（與得失電子有關），用導線連接兩電極時，電子會從電極電勢低的一極流向電勢高的一極迷思概念——電子從負極流向正極的動力何在？Zn2++2e-==ZnCu2++2e-==Cu將鋅片插入溶液后，在鋅片和水溶液界面存在溶解和沉積的平衡狀態(tài)74（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池負極：起初Fe-2e-==Fe2+之后Cu-2e-==Cu2+

正極：2H++NO3-+e-==H2O+NO2↑（2）Al—Mg—NaOH溶液構(gòu)成原電池

負極：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O

正極：2H2O+2e-==H2↑+2OH-迷思概念——原電池兩個電極活動性不同時，一定是活潑金屬做負極么（1）Fe—Cu濃HNO3溶液構(gòu)成原電池迷思概念——原電池75安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0-t1時，原電池的負極是鋁片，此時，正極的電極反應式是

,溶液中的H+向

_極移動，t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是

。安徽2015高考常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃76鹽橋只能傳遞離子，導線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水），所以，更換之后理論上左邊是一個原電池（鋅吸氧腐蝕），右邊是一個電解池迷思概念——鹽橋若換成導線（如銅），能否形成閉合回路？和之前的工作原理是否相同？鹽橋只能傳遞離子，導線只能傳遞電子，（離子不上岸，電子不下水77【任務】根據(jù)反應設計雙液原電池【任務】根據(jù)反應設計雙液原電池78【2015北京高考】當指針歸零（反應達到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L

AgNO3溶液。產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了其推測。該現(xiàn)象是

?！?015北京高考】當指針歸零（反應達到平衡）后，向U型管左79設計原電池的思路和方法——運用模型設計原電池的思路和方法——運用模型80科學地分析原電池的構(gòu)成要素科學地分析原電池的構(gòu)成要素812012北京高考題2012北京高考題82第二節(jié)化學電源第二節(jié)化學電源83證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件84酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池85酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池86迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化錳MnO（OH）會發(fā)生歧化反應，生成二價Mn（OH）2和MnO2，這個反應會重新產(chǎn)生MnO2，就是干電池放置后“回電”現(xiàn)象的主要原因。迷思概念——為什么電池看上去沒電了，放置了又有電了？羥基氧化87堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池88堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池89銀鋅紐扣電池銀鋅紐扣電池90鉛蓄電池鉛蓄電池91鋰離子電池鋰離子電池92鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負極大都是石墨，為什么選取石墨？金屬鋰負極在反復使用中易出現(xiàn)枝晶生長，存在安全問題。利用石墨的層狀結(jié)構(gòu)，可以讓Li整齊地長在其空隙中。鋰離子電池現(xiàn)在鋰電池負極大都是石墨，為什么選取石墨？93如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時該電池的電極反應式為：負極：LixC6－xe－=C6＋xLi+（LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料）正極：Li1-xMnO2＋xLi+＋xe-=LiMnO2（LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳）。下列有關說法正確的是（

）

A．在整個充、放電過程中至少存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B．K與M相接時，A是陰極，發(fā)生還原反應C．K與N相接時，Li＋由A極區(qū)遷移到B極區(qū)D．該電池的總反應式為Li1-xMnO2＋LixC6

LiMnO2＋C6充電放電如圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時該電池94某種聚合物鋰離子電池放電時的反應為Lil－xCoO2+LixC6=6C+LiCoO2，其電池如圖所示。下列說法不正確的是A．放電時，LixC6發(fā)生氧化反應B．充電時，Li＋通過陽離子交換膜從左向右移動C．充電時，將電池的負極與外接電源的負極相連D．放電時，電池的正極反應為Lil－xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2某種聚合物鋰離子電池放電時的反應為A．放電時，LixC6發(fā)生95LiFePO4FePO4LiFePO4FePO496證據(jù)推理與模型認知案例《電化學》課件97化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池98化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池99化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池100化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池101化學電源——燃料電池化學電源——燃料電池102北京2014年高考北京2014年高考103第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池104第三節(jié)電解池