人教版高中化學(xué)選修4第4章電化學(xué)基礎(chǔ)說課名師公開課省級獲獎?wù)n件

1電化學(xué)基礎(chǔ)1電化學(xué)基礎(chǔ)2綜合運(yùn)用微粒觀與氧化還原原理建立解決電化學(xué)問題的核心觀念2綜合運(yùn)用微粒觀與氧化還原原理3基本理論元素化合物基本概念電化學(xué)3基本理論元素化合物基本概念電化學(xué)4氧化還原反應(yīng)原電池化學(xué)電源化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，自發(fā)進(jìn)行電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)電解飽和食鹽水電鍍和銅的精煉電冶金制活潑金屬電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，由外界輸入能量推動本章知識的邏輯關(guān)系4氧化還原反應(yīng)原電池化學(xué)電源化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，自發(fā)進(jìn)行電解池5必修階段簡單了解銅鋅原電池的工作原理電鍍、犧牲陽極保護(hù)法、外加電流陰極保護(hù)法等金屬防護(hù)的方法更是站在電化學(xué)的高度將電池和電解融會貫通在書寫氫氧燃料電池等電池的電極反應(yīng)式時，能從反應(yīng)物質(zhì)所處的溶液環(huán)境等多方面考慮有鹽橋的銅鋅原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫，并會寫電池的總反應(yīng)式電解原理和電解應(yīng)用微粒觀氧化還原觀化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化新教材思路5必修階段簡單了解銅鋅原電池的工作原理電鍍、犧牲陽極保護(hù)法、6應(yīng)用的觀點(diǎn)元素觀微粒觀氧化還原觀化學(xué)反應(yīng)與能量觀6應(yīng)用的觀點(diǎn)元素觀微粒觀氧化還原觀化學(xué)反應(yīng)與能量觀7學(xué)生對電化學(xué)知識有較強(qiáng)的興趣并具有一定的學(xué)科思維能力學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)原理，離子反應(yīng)，初步建立了氧化還原觀、微粒觀及能量觀學(xué)生學(xué)過無鹽橋原電池原理及相應(yīng)電極反應(yīng)，生活中接觸過干電池、充電電池、燃料電池學(xué)情分析7學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了學(xué)生學(xué)過無鹽橋原電池學(xué)情分析8知識與技能過程與方法情感態(tài)度價值觀了解原電池和電解池的工作原理，了解電化學(xué)在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。綜合運(yùn)用微粒觀與氧化還原原理，建立解決電化學(xué)問題的核心觀念。通過化學(xué)電源、電鍍、金屬腐蝕等與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系的內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)目標(biāo)8知識與技能過程與方法情感態(tài)度了解原電池和電解池的工作原理，9化學(xué)學(xué)習(xí)的三重表征必須要熟練書寫電極反應(yīng)式從宏觀、微觀和符號三種表征水平上認(rèn)識和理解化學(xué)知識，并建立三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，是化學(xué)學(xué)習(xí)特有的思維方式，我們稱之為三重表征思維方式。運(yùn)用三重表征思維方式學(xué)習(xí)化學(xué)，能增進(jìn)學(xué)生對化學(xué)知識的理解，提高學(xué)生分析和解決化學(xué)問題的能力。9化學(xué)學(xué)習(xí)的三重表征必須要熟練書寫電極反應(yīng)式從宏觀、微觀和符10實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化靠電極上的電子得失電池里的氧化還原反應(yīng)一定有電子得失認(rèn)識腐蝕、電解的本質(zhì)需要了解電極反應(yīng)設(shè)計(jì)化學(xué)電源要掌握電極反應(yīng)必須要熟練書寫電極反應(yīng)式10實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化靠電極上的電子得失必須要熟練書寫電極反應(yīng)式11電解原理及其應(yīng)用從微粒觀和氧化還原角度理解兩個關(guān)鍵問題原電池原理的應(yīng)用11電解原理及其應(yīng)用從微粒觀和氧化還原角度理解兩個關(guān)鍵問題原12Zn-Mn干電池Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2（1）Zn為活潑金屬作負(fù)極反應(yīng)，兼作電極材料和裝置外形的支撐物。（2）硫酸溶液不能作電極材料，以惰性但導(dǎo)電的石墨為電極材料

另外硫酸溶液提供H+，但液體使用不方便，改用糊狀NH4Cl：

2NH4+＋2e-＝2NH3↑＋H2↑

問題：H2、NH3的生成使電池鼓脹。（3）Zn2+會吸收NH3：Zn2+＋4NH3=Zn(NH3)42+（4）H2具有還原性，可加入固體氧化劑，例如MnO2將其吸收：

2MnO2＋H2=Mn2O3（固體）＋H2O（液體）尚遺留問題：反應(yīng)中水的生成會使電池漏液。常見電源工作原理12Zn-Mn干電池常見電源工作原理13堿性鋅-錳干電池負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：

KOH外殼是鋼殼——Zn——MnO2Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH -Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)213堿性鋅-錳干電池負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：KOH14放電過程負(fù)極：氧化反應(yīng)Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：還原反應(yīng)PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O二次電池（鉛蓄電池）總反應(yīng)：

Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電14放電過程負(fù)極：氧化反應(yīng)Pb+SO42--2e-=PbSO15燃料電池氫氧燃料電池堿性電解質(zhì)負(fù)極:2H2-4e-+4OH-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):2H2+O2=2H2O酸性電解質(zhì)負(fù)極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O15燃料電池氫氧燃料電池堿性電解質(zhì)酸性電解質(zhì)負(fù)極：2H16甲醇燃料電池電極反應(yīng)式：負(fù)極：正極：3O2+12e-+6H2O

=12OH-電池總方程式：2CH3OH–12e-+16OH-=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O原理：2CH3OH+5O2=2CO2+8H2O電解質(zhì)：KOH16甲醇燃料電池電極反應(yīng)式：負(fù)極：正極：3O2+12e17負(fù)極：

2C4H10-52e-

+26CO32-＝34CO2＋10H2O正極：

13O2＋26CO2+52e-=26CO32-某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以含少量CO2的空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極?？偡匠淌剑?C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O17負(fù)極：某燃料電池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HC18Fe2O3·nH2O鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性負(fù)極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+正極反應(yīng)式2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)式Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)318Fe2O3·nH2O鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕析氫腐蝕19電源還原反應(yīng)陰極陽極氧化反應(yīng)與電源負(fù)極相連與電源正極相連陰離子移動陽離子移動NaCl溶液惰性電極2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑電解原理及應(yīng)用e-19電源還原反應(yīng)陰極陽極氧化反應(yīng)與電源負(fù)極相連與電源正極相連20電子的流向

電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。離子定向移動的方向

陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動。離子放電規(guī)律看溶液中離子得失電子能力定陰陽極產(chǎn)物：易放電的陽離子在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，除活性電極外還原性強(qiáng)的陰離子在陽極先發(fā)生氧化反應(yīng)。20電子的流向離子定向移動的方向離子放電規(guī)律21離子放電順序Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+

>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+陽極陰極>S

2->I

->Br

->Cl

->OH

->高價含氧酸根離子>F-活性金屬注：當(dāng)離子濃度相差較大時或特定條件下，放電順序會發(fā)生變化Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+

>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+21離子放電順序Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+22電解的應(yīng)用→鈉的冶煉原料：NaCl電極反應(yīng)：陰極：2Na++2e-=2Na陽極：2Cl--2e-=Cl2電解池總反應(yīng)：2NaCl

2Na+Cl2↑注意：該方法只可延伸到Li，但K、Rb、Cs都不是用電解法制得。22電解的應(yīng)用→鈉的冶煉原料：NaCl電解池總反應(yīng)：2Na23電解的應(yīng)用→金屬的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)純銅粗銅陽極：

Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-

Ni

→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-

ZnFeNiCuAgAu陰極:

Cu2++2e-→Cu陽極泥CuSO4溶液23電解的應(yīng)用→金屬的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(Zn24冶煉金屬陽極金屬成分陽極泥成分銅Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuAg、Au銀Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuAu鎳Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、AuCu、Ag、Au電解的應(yīng)用→金屬的電解精煉24冶煉金屬陽極金屬成分陽極泥成分銅Zn、Fe、Ni、Cu、25工業(yè)上處理含Cr2O72—的酸性工業(yè)廢水用以下方法：①往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，攪拌均勻；②用Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生；③過濾回收沉淀，廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。電解的應(yīng)用→