第四章化學(xué)反應(yīng)與電能教學(xué)分析課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能教學(xué)分析一、課程目標1.能運用符號表征物質(zhì)及其變化，并能解釋其原因。2.關(guān)注化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)化，并揭示各類變化的特征和規(guī)律；3．能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的

思維框架。4．能發(fā)現(xiàn)提出有探究價值的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化

實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲

得結(jié)論；5.

關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，認識環(huán)境保護和資源合理開發(fā)的

重要性，具有“綠色化學(xué)”觀念和可持續(xù)發(fā)展意識；內(nèi)容要求二、高考題賞析通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：①Pt電極上發(fā)生的是

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：

?？疾煸姵氐墓ぷ髟碛昧銉r鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。（1）Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如右圖所示①作負極的物質(zhì)是

。②正極的電極反應(yīng)式是

陳述事實：鐵可以還原NO3-利用原電池的原理進行微觀分析并書寫電極反應(yīng)FeNO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O(京15年）下列說法中不正確的是：A．Ⅰ種氣體有無色變紅棕色的化學(xué)方程式為：2NO+O2=2NO2B．Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進一步反應(yīng)C．對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D．針對Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計，可判斷Fe是否被氧化利用原電池的工作原理，判斷電極及反應(yīng)①②③在Fe表面生成藍色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍色沉淀京18-12.驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）下列說法不正確的是A．對比②③，可以判定Zn保護了FeB．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗證Zn保護Fe時不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑利用原電池原理進行分析、論證三、學(xué)生的困難1.電極的判斷2.電極反應(yīng)的書寫3.微粒的遷移方向四、教學(xué)策略--------構(gòu)建原電池認知模型借助于三個典型的裝置建立原電池的認知模型負極正極FeC氯化鈉溶液負極還原劑正極氧化劑e-e-e-e-

e-

電子富集區(qū)

e-e-

陰離子陽離子1.鋅酸單液原電池（1）由氧化還原反應(yīng)確定正、負極還原劑+氧化劑=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物（2）微粒定向的遷移的方向陽離子移向正極，陰離子移向負極（3）電極反應(yīng)式書寫負極：還原劑-e-=氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+e-=還原產(chǎn)物2.銅鋅雙液原電池困難：不理解正負極在不同區(qū)域為什么還能有電子轉(zhuǎn)移，形成閉合回路？e-e-電子富集區(qū)

e-

引出鹽橋的作用：“離子導(dǎo)體”，離子通道、平衡電荷鉀離子向正極移動，氯離子向負極移動瓊脂：固化離子的作用，

工作時定向移動通過認識鹽橋的作用，克服了裝置中正負極區(qū)分離的干擾鹽橋的變形與改進鹽水濾“紙”式改進膜技術(shù)手機電池對比單、雙液原電池：裝置的變化（分區(qū)域）物質(zhì)的變化（防極化）避免了Zn和CuSO4的直接接觸，使得氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)實現(xiàn)了分離（獲得了單純的電極反應(yīng)）扭轉(zhuǎn)學(xué)生的認識（微粒接觸是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的必要條件）建立了原理和裝置的關(guān)聯(lián)（探求原電池產(chǎn)生電流工作原理的本質(zhì)：電勢差，反應(yīng)）3.“吸氧腐蝕”裝置困難：認為Fe-C氯化鈉溶液構(gòu)不成原電池，關(guān)鍵是找不到氧化還原

反應(yīng)，更不知道O2參與正極反應(yīng)

負極正極FeC氯化鈉溶液更換負極：把Fe換成Al空氣電池負極通入H2、CH4等燃料燃料電池海水負極正極CAl要求把情境去掉共性：氧氣做氧化劑的氧化還原反應(yīng)，正極反應(yīng)都是O2參與（1）完成能量轉(zhuǎn)化-----各種電池原電池原理的應(yīng)用各種高科技電池都是原電池模型的變形應(yīng)用（2）控制反應(yīng)

①金屬防腐蝕（犧牲陽極的陰極保護法）②工業(yè)生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率例1：用Zn和硫酸制氫氣時，不用純鋅粉（摻雜），或者加入硫酸銅，加快速率

例2：工業(yè)制備CuSO4時，硫酸、銅粉，碳粉混在一起，通入O2[2019新課標Ⅲ節(jié)選]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}（4）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________（寫反應(yīng)方程式）。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣__________L（標準狀況）。（3）制備物質(zhì)電解池分析模型Cu借助于三個典型的裝置建立電解池的認知模型（1）由電源確定電極電源正極---陽極電源負極---陰極（2）微粒的遷移方向陽離子移向陰極陰離子移向陽極（3）電極反應(yīng)式書寫

陽極：還原劑-e-=氧化產(chǎn)物

陰極：氧化劑+e-=還原產(chǎn)物陽極氧化，陰極還原，以事實為依據(jù)，給放電順序，溶質(zhì)參與放電型電解原理1.電解CuCl2溶液

電子富集區(qū)e-e-e-2.電解飽和食鹽水：以實驗事實為依據(jù)，分析電極反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式，認識到溶質(zhì)、溶劑共同參與型電解原理鍍件做陰極材料鍍層金屬做陽極材料電解質(zhì)體系含有待鍍金屬陽離子3.電鍍池：以實際需求為依據(jù)，分析電極反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式，解決活潑陽極類型的電解池原理電解的應(yīng)用：電解是實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要手段例1：由Cl-制備Cl2

的過程中：加氧化劑或者電解氧化法物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的多途徑例2：高鐵酸鉀是一種理想的綠色水處理劑，陽極的電極反應(yīng)：Fe＋8OH-－6e-=FeO42-＋4H2O例3：電解飽和食鹽水的實際應(yīng)用依據(jù)電極反應(yīng)，實現(xiàn)了制備漂白液（NaClO）依據(jù)電極反應(yīng)，利用選擇性透過膜，達到凈化提純的目的，工業(yè)上實現(xiàn)了制備Cl2和NaOH依據(jù)電極反應(yīng)，利用選擇性透過膜，達到分離的目的，實現(xiàn)了海水的淡化15-27（4）利用右圖所示裝置從海水中提取CO2，有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。①結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理：

。②用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的方法是

。a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，H+通過陽離子膜進入b室，發(fā)生反應(yīng)：H++HCO3-=CO2↑+H2Oc室的反應(yīng)：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)至接近裝置入口海水的pH2719北京卷（2）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接_______________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_______________。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________。解題關(guān)鍵：看懂圖、依據(jù)物質(zhì)價態(tài)找反應(yīng)14-28.用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解pH＝1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：序號電壓/V陽極