一、學習目標
1、掌握原電池實質，原電池裝置的特點，形成條件，工作原理
2、瞭解乾電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、瞭解金屬的電化學腐蝕
二、知識重點、難點
原電池原理、裝置特點、形成條件、金屬的電化學腐蝕
三、教學過程
引入： 你知道哪些可利用的能源？電池做為能源的一種，你知道
是怎麼回事嗎？它利用了哪些原理？你知道金屬是如何生
鏽的嗎？
新授： 原電池原理及其應用
實驗：4-15：①將鋅片插入稀硫酸中報告實驗現象。
②將銅片插入稀硫酸中報告實驗現象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導線連接起來插入稀硫酸中報
告實驗現象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計，觀察其指針的變化。
結論：①鋅片能和稀硫酸迅速反應放出H2
②銅片不能和稀硫酸反應
③銅片上有氣體生成
④電流計的指針發生偏轉，説明在兩金屬片間有電流產生
結論：什麼是原電池？（結論方式給出）它的形成條件是什麼？
原電池定義:把化學能轉化為電能的裝置叫做原電池。
形成條件: ①兩個電極
②電解質溶液
③形成閉合電路
討論：1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置後有電流產生，鋅片上發生了什麼
反應？銅片上發生了什麼反應？（可以取鋅片周圍的溶液
用NaOH溶液鑑別；取銅片上生成的氣體檢驗。）
結論：在鋅片周圍有鋅離子生成；銅片上生成的是H2
討論：可能造成此現象的原因？倆金屬片上的反應式的書寫。
結論：在Zn上:Zn – 2e- = Zn2+
在Cu上:2H++2e-= H2
Zn失去電子流出電子通過導線--Cu--電解質中的離子獲得電子
我們把： 流出電子的一電極叫負極；
電子流入的一極叫做正極
兩極反應的本質：還是氧化還原反應，只是分別在兩極進行了。
負極失電子 被氧化 ，發生氧化反應
正極得電子 被還原 發生還原反應
實驗：分別用兩個銅片和兩個鋅片做上述實驗④。
結論：兩種情況下電流計不發生偏轉，説明線路中無電流生成，銅
片上無氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬
或金屬與非金屬（能導電）
【教學目標】
1、掌握原電池的構成條件，理解原電池的工作原理，能正確判斷原電池的正負極，正確書寫電極反應式、電池反應式，能根據氧化還原原理設計簡單的原電池。
2、通過實驗探究學習，體驗科學探究的方法，學會分析和設計典型的原電池，提高實驗設計、搜索信息、分析現象、發現本質和總結規律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受學習快樂和成功喜悦，增強學習的反思和自我評價能力，激發科學探索興趣，培養科學態度和創新精神，強化環境保護意識以及事物間普遍聯繫、辨證統一的哲學觀念。
【教學重點】
原電池的構成條件
【教學難點】
原電池原理的理解；電極反應式的書寫
【教學手段】多媒體教學，學生實驗與演示實驗相結合
【教學方法】實驗探究教學法
【課前準備】將學生分成幾個實驗小組，準備原電池實驗儀器及用品。實驗用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:A組:未成熟的橘子（瓣膜較厚），B組:成熟的橘子（將瓣膜、液泡攪碎），C組:準備兩種相同金屬片，D組:準備兩種不同金屬片。
【教學過程】
[師]:課前我們先作個有趣的實驗。請大家根據實驗台上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導線連接後插入水果中，將電流表串聯入線路中，觀察會有什麼現象發生？
（教師巡視各組實驗情況）。
[師]:請大家總結:有什麼現象發生？
[生]:總結:出現兩種結果:
①電流表指針偏轉
②電流表指針不發生偏轉
[師]:電流表指針偏轉説明什麼？為什麼會發生偏轉？
[生]:説明有電流產生。
[師]:這個裝置就叫做原電池。這節課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些？
[展示乾電池]:我們日常使用的電池有下面幾種，大家請看:
[播放幻燈片]:
化學電池按工作性質可分為:一次電池（原電池）；二次電池（可充電電池）鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、鹼性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次鹼性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個基本部件組成，四個主要部件是:兩個不同材料的電極、電解質、隔膜和外殼。
【評註】提出問題，從身邊走近化學，喚起學生學習興趣。
[播放課件]《伏特電池》的發明:
説起原電池的發明，有一段有趣的故事。1786年，著名的意大利醫師、生物學家伽伐尼，偶然發現掛在窗前鐵柵欄的銅鈎上的青蛙腿肌肉，每當碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現象並沒有被伽伐尼放過，經不懈的探索和思考，第一個提出了“動物電”的見解。他認為:青蛙神經和肌肉是兩種不同的組織，帶有相反電荷，所以兩者存在着電位差，一旦用導電材料將兩者接通，就有電流通過，鐵柵欄和銅鈎在此接通了電路，於是有電流產生，由於有動物電流的刺激，蛙腿肌肉發生收縮。
“動物電”的發現引起了意大利物理學家伏打的極大興趣，他在多次重複伽伐尼的“動物電”實驗時，發現實驗成敗的關鍵在於其中的兩種金屬――鐵和銅，若把鈎着蛙腿的銅鈎換成鐵鈎，肌肉就不會收縮。他認為“動物電”的實質是金屬屬性不同造成的，不同金屬帶有不同的電量，它們之間必然存在電位差，若有導線在中間連接，就會產生電流，蛙腿的收縮正是這種原因產生的電流刺激的結果。
伏打經過反覆實驗，深入鑽研，1799年第一個人造電源--伏打電池（伏打曾叫它伽伐尼電池）問世。
[師]:這種可以把化學能轉化成電能的裝置叫原電池。那麼他們是如何構成的呢？下面我們一起來研究原電池的原理。
[板書]:一、原電池
1、原電池的形成條件:
[師]:請同學們根據自己的設想和實驗室提供的儀器、藥品，自己選擇，試一試，看誰的電流表指針會發生偏轉？看誰的音樂盒會響起。
實驗儀器、藥品:鋅板、銅板、鐵板、石墨、稀硫酸、硫酸銅溶液、食鹽水、白糖水、酒精、硝酸銀溶液、導線、燒杯、電流計、音樂盒。
各組學生積極探討、擬實驗方案。由學生的實驗方案大致可分為下列四種情況:
第一組:電極用同一種材料並連接，A:溶液用鹽酸；B:溶液用酒精。
第二組:電極材料用不同種導電物質並連接，A:溶液用鹽酸；B溶液用白糖水。
第三組:電極用不同金屬不連接，A:溶液用硝酸銀；B:溶液用酒精。
第四組:電極一極插入溶液中，另一極放置在燒杯外。
[要求]:
學生在實驗過程中觀察並記錄實驗現象，記錄電流計的指針偏轉情況、兩極現象、，看看音樂盒能否發出美妙的音樂。
各組彙報實驗情況:
第一組中A、B均無現象。
第二組中A有電流產生，B無電流產生。
第三組中A、B均無現象。
第四組中無電流產生。
[師]:由上述實驗請大家總結，原電池的形成條件是什麼？
[生]:討論、總結:
[板書]:①兩個活潑性不同的金屬（或導電的非金屬）做電極
②電解質溶液
③電極相接觸或連接
④對應自發進行的氧化還原反應（有較強電流產生）
[師]:現在請大家重新分析課前用水果製作的原電池，為什麼有的組有電流產生，而有的組沒有電流產生？找出癥結所在。
【評註】:強調內在條件，有利於學生把握實質、前後呼應，注重知識的產生過程。
[設問]:原電池的化學原理是什麼？
[播放課件]銅--鋅--稀硫酸原電池的工作原理
[師]:在上面實驗探究中，我們看到，可產生電流的裝置中電極究竟發生了什麼變化？原電池是怎樣實現化學能向電能轉變的？請大家以上面研究的銅--鋅--稀硫酸原電池為例研討分析。
[生]:總結:
Cu片上發生反應:2H++2e-=H2↑
Zn片上發生反應:Zn-2e-=Zn2+
氧化還原反應是發生在兩極。
電子從Zn片流向Cu片，應該有電流產生。
[板書]:較活潑金屬鋅做負極:Zn-2e-=Zn2+（氧化反應）
較不活潑金屬銅做正極:2H++2e-=H2↑（還原反應）
電池總反應式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
電子流動方向:鋅→導線→銅
電流方向:銅→導線→鋅
正極發生還原反應，負極發生氧化反應。
[師]:總結:原電池就是這樣一種裝置，它把一個氧化還原反應分拆成兩半，使之在兩個電極上進行，從而在導線中產生了電流，實現了化學能向電能的轉變。
[探究]:根據反應2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+設計一個原電池，畫出裝置圖，指出電極材料、名稱，寫出電極反應式。
[練習]:投影:
習題(略)
[課後思維拓展]
1、解釋:為什麼乾電池使用一段時間後會“沒電”？以銅--鋅--稀硫酸原電池原理為例加以説明。
2、使用後的電池是否可以隨地丟棄？為什麼？應如何處理？
3、為什麼手機電池充電後還可以繼續使用？
4、課外閲讀《電池的發展與研究》
一、説教材
（一）、在教材中的地位和作用
教材地位
該節內容為高中電化學的開始，在此之前學生學習過的氧化還原反應，能量之間轉換，電解質溶液，金屬活潑性等化學知識及物理電學的相關知識，已為本節課的學習做好了一定知識儲備；同時原電池的原理又為後面金屬的腐蝕和防護，其它常見電池的原理及電解原理等重要電化學知識的學習奠定了基礎。它是電化學學習的基礎內容也是核心內容。
作用：本節內容對發展學生邏輯推理能力，提高學生科學素養，培養科學探究能力，將理論應用於實踐，實踐再回歸理論以及知識系統化及結構化的形成都起着重要作用。
（二）、教學目標：
依據：根據教學大綱的要求和編寫教材的意圖，結合本課的特點及本着在學習過程中發揮學生的主體性和能動性，使學生學會學習，獲得有效學習的新課程理念為出發點將教學目標設定如下:
1、知識與技能
（1）瞭解原電池的工作原理及構成條件
（2）能正確書寫電極反應式和電池總反應方程式
（3）通過實驗培養學生化學實驗的觀察操作及設計能力；綜合運用有關的知識技能和方法，分析解決一些化學問題的高級技能
2、過程與方法
（1）讓全體學生經歷探究的過程，學習科學探究方法，提高科學探究的能力
（2）培養學生科學的思維方式和問題意識。
3、情感態度與價值觀
（1）體驗科學探究的艱辛和喜悦，
（2）培養學生勇於創新，積極實踐等科學精神和科學態度
（3）學會與他人合作，主動交流。
（三）、教學重點：瞭解原電池的反應原理及構成原電池的一般條件。
依據：
1、依據大綱和新課程標準對本節內容的要求
2、電化學的基礎和核心地位
（四）、教學難點:原電池的反應原理
依據：該內容特理論性強，抽象，難理解。學生很難在頭腦中建立電子在原電池正負兩極轉移的微觀模式。
二、説教法與學法
教法：
1、情境激學法
2、探究實驗促學法
3、cAI輔助教學法
4、歸納、演繹法
學法：
1、實驗探究法
2、歸納演繹法
在本節課中教師在教材中沒有把教材內容作簡單，有序的展示，而是在分析教材內容的基礎上根據學生的學習來重新組織，站在改組和重建的高度來審視教材，把教材內容做為了解學科科學的生長點，以學生探究實驗貫穿始終，將學生置身於一個動態，開放，個性，多元的學習環境中，體驗類似科學家進行科學探究的一般過程。在探究過程中完成知識的自主建構。
本節課讓學生採用以科學探究為主的多元化學習方式，對於更好地展現學生多元智能，體驗科學探究的過程，強化科學探究的意識，掌握探究的基本方法，激勵學生學習興趣和智慧潛能，學會與人合作，培養學生實踐能力和創造力都有着積極的意義。
三、教學過程：
（一）引課：創新實驗：西紅柿電池使音樂賀卡發出美妙音樂。
目的；創設新奇刺激的前置問題情境，極大地激發調動學生感知興趣和探知熱情。為什麼西紅柿電池能產生電流？
（二）教學重點一：原電池工作原理
突破方式：變教師演示實驗為學生分組實驗，變教材驗證實驗為探索實驗。
依據：
1、教材演示實驗不便於所有學生觀察，缺少學生的參與，不能充分發揮不學生自身主體作用。
2、建構主義鼓勵學生運用他們自己的經驗，讓學生去學會發現並作出相關鏈接，主動構建有成效的內化了的，適合於自我的知識意義。
具體做法：
用鋅片銅片稀硫酸模擬西紅柿電池做兩個分組實驗讓學生觀察兩金屬片用導線連接前後現象的差別。實驗結果的出乎意料使學生的原有狀態與目標狀態之間產生了差距，引發了學生新的問題。為什麼導線連接後銅片上出現氣泡，教師設置幾個有梯度，和層次性的問題引發學生討論在有限的時間裏經過討論讓學生在自主交流的過程中澄清了鋅銅稀硫酸原電池產生電流的原因。
討論結束，教師引導學生設計實驗證明裝置中確實存在電流且證明電子的流向是從銅片流向鋅片。以上問題的提出在於培養學生思維的嚴密性及求真務實的優秀品質，告訴學生實驗結果的分析要靠實驗證據不憑主觀臆斷想當然。
實驗結束教師收斂學生的思維，啟發學生從能量轉化的角度來給原電池下定義。從而完成學生思維從一般到特殊，由具體到抽象，由現象到本質的］認識過程這一質的飛躍。
最後用3D動畫模擬鋅銅原電池的微觀反應。並將圖象定格讓學生書寫兩電極反應式。促進學生從形象思維和理性思維兩個層面上共同認識原電池反應原理投影生活中常見電池：如干電池，蓄電池，充電電池，高能電池圖片感受化學就在我們身邊。
以上變演示實驗為分組實驗增加學生的創造體驗，充分發揮學生主體性使學生的學生問題意識獨立操作能力，創造能力得以充分培養。
（三）、教學重點二：掌握構成原電池的一般條件。
突破方式：增加教材沒有的開放性探究實驗。即給定多種藥品（電極：鋅片兩個，鐵釘一根，石墨棒一根。溶液：稀硫酸，硫酸銅，酒精，四氯化碳四種溶液和電流計儀）讓學生自行設計並探究構成原電池的一般條件。
依據：
1、sTs教育觀重視把科學看成是一種學習過程，認為能對自己的結論進行論證比單純地得到指向結論的結果同樣重要或更重要。
2、實驗方法論認為，化學實驗功能的體現，不僅僅在於獲得所謂正確實驗結果，更重要的是使學生經歷和體驗獲得實驗結果的探究過程。
3、高中化學新課程標準也將探究性學習確定為為學生學習化學的一種重要學習方式。基於以上原因，我大膽處理教材，將構成原電池的一般條件這一講授性知識變為實驗探究性學習。
該實驗具有一定開放性和發散性所以教師適時拋出問題啟發學生引發討論如何確定探究的方向，如何處理實驗中三個變量關係，如何逐一設計實驗方案探究原電池構成的一般條件。學生依據可行的實驗方案進行探究實驗，讓學生在實驗探究過程中對所得多種實驗信息進行篩選，對比，分類，加工選取有用信息，運用歸納演繹等思維方式，得出正確結論。
該做法讓學生自主探索，主動求知，學會收集，分析和利用各種信息及信息資源，同時學習者之間通過討論，交流，用集體的感知來豐富，強化個人的概括，通過學習者之間的交叉反饋來強化，矯正，豐富個體的探究結果，有利於發展學生實踐能力，創新精神，合作與分享意識。在實踐活動理性認識的循環往復，螺旋式的上升，不僅促進了對學習內容的理解，也使學生的探究策略和方法得到提高，才能，智慧和判斷力等多方面得到發展。
（四）化學史教育：教師講述伏打電池發明的故事培養學生敢於質疑，勇於探究的科學精神。
（五）小結：
採取學生先小結，老師後總結的方式，
目的：
1、訓練學生概括總結的思維能力
2、實施以主動建構為基礎的精簡教學策略，以圖表的方式直觀讓學生清楚本節的內容要點，及各知識點之間的內在聯繫，使學生知識系統化，網絡化。
（六）練習：為了落實本節課的教學重點構成原電池的原理及構成條件而設。
（七）作業：
家庭小實驗：製作水果電池。
目的：該實驗為開放性創造實驗對學生的實驗設計能力提出更高要求。將科學探究延伸到課外。進一步激發學生求知慾望，調動學生探索研究的積極性，變實驗知識為實踐能力，昇華創造意識。
教學重點：
①原電池的化學工作原理；
②原電池的形成條件及電極反應式；電子流和電流的運動方向；
③培養學生關心科學、研究科學和探索科學的精神。
教學難點：
原電池的化學工作原理和金屬的腐蝕。
教學過程：
Ⅰ複習
[提問]化學反應通常伴有能量的變化，能量有那些轉換（或傳遞）能量的形式？
Ⅱ新課： §3-4原電池原理及其應用
[學生實驗，教師指導]
[學生思考的問題]
（1）鋅和稀H2SO4直接反應的實質是什麼？
（2）插入銅絲接觸到鋅粒後，為什麼在銅絲上出氣泡？
（3）銅絲上的電子由何處而來，出來的是什麼氣體？
學生根據實驗，建議討論步驟：現象（易）——解釋（難）——結論（難）
一、原電池
對比銅鋅原電池與直流電源或乾電池的實驗，得出有關的電極名稱，電流流動方向，電子流動方向等。
電極反應：負極（鋅片） Zn - 2e = Zn2+（氧化反應）
正極（銅片）2H+ + 2e = H2↑（還原反應）
原電池反應：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
定義：把化學能轉變為電能的裝置叫做原電池。
原電池中：電子流入的一極是正極（較不活潑金屬），電子流出的一極是負極（較活潑金屬）。
原理：較活潑的金屬發生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）流向較不活潑的金屬（正極）。
原電池組成：①兩塊相連的活潑性不同的金屬（或可以導電的其它材料）；
②電解質溶液（中學只侷限活潑金屬與電解質溶液能自發進行氧化還原反應的情況）。
原電池形成電流的條件：兩塊相連的活潑性不同的金屬（或可以導電的其它材料）與電解質溶液接觸構成閉合迴路。
經常用做惰性電極材料的物質是Pt（鉑）或C（石墨），如下圖兩個裝置的電極反應是相同的。
説明：教學軟件不能代替教學實驗，不過可以在總結時用演示教學軟件。
[練習]判斷下列裝置那些能構成原電池，標出電極名稱，寫出電極反應。
二、化學電源
（教師可以佈置課外文獻檢索，課堂時間有限，不可能涉及過多內容，侷限於教材即可）
1、乾電池
家庭常用電池。
常見的是鋅-錳乾電池。如圖：
2、鉛蓄電池
目前汽車上使用的電池。
鉛蓄電池的構造是用含銻5%—8%的鉛銻合金鑄成格板。PbO2作為陽極，Pb作為陰極，二者交替排列而成。電極之間充有密度為1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、鋰電池
鋰電池是一種高能電池，鋰作為負極，技術含量高，有質量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長等優點。常用於電腦筆記本、手機、照相機、心臟起博器、火箭、導彈等的動力電源。
4、新型燃料電池
還原劑（燃料）在負極失去電子，氧化劑在正極得到電子。
目前常見的有，氫氣、甲烷、煤氣、鋁等燃料與空氣、氯氣、氧氣等氧化劑組成的燃料電池。
特點是能量大、使用方便、不污染環境和能耗少等。
三、金屬的腐蝕和防護
（1）金屬的腐蝕
金屬腐蝕是指金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。
◇ 析氫腐蝕（在酸性條件下）
説明：析氫腐蝕備有Flash演示教學軟件，請查閲或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附的水膜由於溶入二氧化碳，使H+增多。
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
構成的原電池：鐵（負極）——碳（正極）——酸性電解質薄膜
負極（鐵）Fe – 2e = Fe2+ （被氧化）
正極（碳）2H+ + 2e = H2↑（被還原）
◇ 吸氧腐蝕（在弱酸性或中性條件下）
説明：吸氧腐蝕備有Flash演示教學軟件，請查閲或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中，鋼鐵表面水膜溶解了氧氣。
構成的原電池：鐵（負極）——碳（正極）——電解質薄膜
負極（鐵）2Fe – 4e = 2Fe2+ （被氧化）
正極（碳）2H2O + O2 + 4e = 4OH-（被還原）
◇ 析氫腐蝕和吸氧腐蝕往往同時發生，一般情況下，鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕。
[討論] 析氫腐蝕或吸氧腐蝕鋼鐵表面水膜溶液的PH值會有什麼變化？
（2）金屬的防護
[通過研究討論學習]
1、改變金屬的內部組織結構。
2、在金屬表面覆蓋保護層。
塗油脂、油漆，覆蓋搪瓷、塑料，電鍍、熱鍍、噴鍍，在鋼鐵表面形成緻密而穩定的氧化膜。
3、電化學保護法。
Ⅲ作業——教材69頁：一、二、三題
[課後研究課題]
通過查找資料（包括上網）瞭解一種新型電池的詳細化學原理和優缺點。（如海水電池、氫氧燃料電池、鈕釦電池、鋰電池等）
一、原電池實驗探究
講：銅片、鋅片、硫酸都是同學們很熟悉的物質，利用這三種物質我們再現了1799年意大利物理學家----伏打留給我們的歷史閃光點！
【實驗探究】（銅鋅原電池）
實 驗 步 驟現 象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸
【問題探究】
1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什麼現象發生？
2、鋅片和銅片用導線連接後插入稀硫酸中，現象又怎樣？為什麼？
3、鋅片的質量有無變化？溶液中c （H+）如何變化？
4、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫？
5、電子流動的方向如何？
講：我們發現檢流計指針偏轉，説明產生了電流，這樣的裝置架起了化學能轉化為電能的橋樑，這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖----原電池。
【板書】
（1）原電池概念：學能轉化為電能的裝置叫做原電池。
問：在原電池裝置中只能發生怎樣的化學變化？
學生： Zn+2H+=Zn2++H2↑
講：為什麼會產生電流呢？
答：其實鋅和稀硫酸反應是氧化還原反應，有電子的轉移，但氧化劑和還原劑熱運動相遇發生有效碰撞電子轉移時，由於分子熱運動無一定的方向，因此電子轉移不會形成電流，而通常以熱能的形式表現出來，激烈的時候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個能自發進行的氧化還原反應，若能設法使氧化與還原分開進行，讓電子的不規則轉移變成定向移動，便能形成電流。所以原電池的實質就是將氧化還原的電子轉移變成電子的定向移動形成電流。
（2）實質：將一定的氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動。即將化學能轉化成電能的形式釋放。
問：那麼這個過程是怎樣實現的呢？我們來看原電池原理的工作原理。
（3）原理：（負氧正還）
問：在鋅銅原電池中哪種物質失電子？哪種物質得到電子？
學生：活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子
問：導線上有電流產生，即有電子的定向移動，那麼電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？
學生：鋅流向銅
講：當銅上有電子富集時，又是誰得到了電子？
學生：溶液中的氫離子
講：整個放電過程是：鋅上的電子通過導線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時氫離子在正極上得到電子放出氫氣，這就解釋了為什麼銅片上產生了氣泡的原因。
講：我們知道電流的方向和電子運動的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學上我們知道電流是從正極流向負極的，所以，鋅銅原電池中，正負極分別是什麼？
學生：負極（Zn） 正極（Cu）
實驗：我們用乾電池驗證一下我們分析的正負極是否正確！
講：我們一般用離子反應方程式表示原電池正負極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應。一般先寫負極，所以可表示為：
負極（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋ （氧化）
正極（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（還原）
講：其中負極上發生的是氧化反應，正極上發生的是還原反應，即負氧正還。
注意：電極方程式要①註明正負極和電極材料 ②滿足所有守衡
總反應是：Zn+2H+=Zn2++H2↑
講：原來一個自發的氧化還原反應通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規則的電子轉移變成電子的定向移動就形成了原電池。
轉折：可以看出一個完整的原電池包括正負兩個電極和電解質溶液，及導線。那麼銅鋅原電池中的正負極和硫酸電解質能否換成其他的物質呢？
學生：當然能，生活中有形形色色的電池。
過渡：也就是構成原電池要具備怎樣的條件？
二、原電池的構成條件
1、活潑性不同的兩電極
2、電解質溶液
3、形成閉合迴路（導線連接或直接接觸且電極插入電解質溶液
4、自發的氧化還原反應（本質條件）
思考：鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質？保證鋅銅原電池原理不變，正負極可換成哪些物質？（ C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等）
問：鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎？
判斷是否構成原電池，是的寫出原電池原理。
（1）鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀 ；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅/水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉
（2）[鋅銅/硫酸（無導線）；碳碳/氫氧化鈉] 若一個碳棒產生氣體11.2升，另一個產生氣體5.6升，判斷原電池正負極並求鋅片溶解了多少克？設原硫酸的濃度是1l/L，體積為3L，求此時氫離子濃度。
（3）銀圈和鐵圈用細線連在一起懸在水中，滴入硫酸銅，問是否平衡？（銀圈下沉）
（4）Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4鹽橋（充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂）
（5）鐵和銅一起用導線相連插入濃硝酸中
鎂和鋁一起用導線相連插入氫氧化鈉中
思考：如何根據氧化還原反應原理來設計原電池呢？
請將氧化還原反應 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池：
此電池的優點：能產生持續、穩定的電流。
其中，用到了鹽橋
什麼是鹽橋？
鹽橋中裝有飽和的Cl溶液和瓊脂製成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。
鹽橋的作用是什麼？
可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會由於鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會由於銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電。
鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續進行。
導線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。
三、原電池的工作原理：
正極反應：得到電子 （還原反應）
負極反應：失去電子 （氧化反應）
總反應：正極反應+負極反應
想一想：如何書寫複雜反應的電極反應式？
較繁電極反應式=總反應式-簡單電極反應式
例：熔融鹽燃料電池具有高的放電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，已製得在6500C下工作的燃料電池，試完成有關的電極反應式：
負極反應式為：2CO+2CO32--4e-=4CO2
正極反應式為：2CO2+O2+4e-=2CO32-
電池總反應式：2CO+O2=2CO2
四、原電池中的幾個判斷
1、正極負極的判斷：
正極：活潑的一極 負極：不活潑的一極
思考：這方法一定正確嗎？
2、電流方向與電子流向的判斷
電流方向：正→負 電子流向：負→正
電解質溶液中離子運動方向的判斷
陽離子:向正極區移動 陰離子:向負極區移動
【考綱要求】
1、瞭解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式；
2．瞭解常見化學電源的種類及其工作原理。 常見的考查形式：①原電池的工作原理及電極反應式的書寫（近幾年考查的重點，預計今後幾年還會加強此方面的考查）；②設計原電池，並繪製裝置圖。
【梳理與整合】
一、原電池的工作原理
A、導學誘思
下列裝置可以形成原電池的是____，並寫出形成原電池的電極材料及電極反應式：正極：____________________；負極：______________________。
B、教材迴歸
1．概念
原電池是將______轉變為____的裝置。
2．工作原理
如圖以銅鋅原電池為例：
（1）在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸____，即Zn被____，鋅原子____電子，形成________進入溶液，從鋅片上釋放出電子，經過導線流向____；溶液中的________從銅片上得電子，還原成為____並沉積在銅片上。
（2）電子流向：從____極流向____極。
（3）電流方向：從____極(____)流向____極(____)。
3．電極材料及反應式
電極名稱 負極 正極
電極材料
電極反應
反應類型 ____反應 ____反應
電池反應式
4、原電池的構成條件
原電池的形成需要滿足以下三個條件：
（1）有電解質溶液或熔融電解質
（2）一般是活潑性不同的兩電極
（3）形成閉合迴路①兩電極插入電解質溶液②兩極直接或間接接觸③有能自發進行的氧化還原反應發生一般是活潑 性強的金屬與電解質溶液反應
原電池裝置的作用就是把一個完整的氧化還原反應分開——在負極只發生氧化反應，正極只發生還原反應。這樣負極失去的電子就只能通過導線轉移到正極上，從而產生電流。
二、化學電源
A、導學誘思
銅鋅原電池中，負極發生氧化反應，電極失電子質量減小，是否所有的化學電源中負極電極材料均減小？
答：________________________________。
B、教材迴歸
1．一次電池
（1）鋅錳乾電池
鹼性鋅錳乾電池比普通鋅錳乾電池性能優越，比能量大，儲存時間長，能提供較大電流並連續放電。其中負極是____，正極是______，電解質是KOH，其電池反應方程式為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
（氫氧化氧錳）
（2）銀鋅鈕釦電池
銀鋅鈕釦電池的電極分別為Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，發生氧化還原反應後生成Ag和Zn(OH)2。其中____為負極，______為正極，電池反應方程式為Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
2．二次電池
鉛蓄電池是常見的二次電池，是由兩組平行排列的柵狀鉛合金極板作為主架，正極板上覆蓋______，負極板上覆蓋____，電解質是硫酸。其放電反應是______反應，充電反應則是放電反應的逆反應。放電時，負極反應為__________________________________________，正極反應為__________________________________________________，因此其充放電反應可表示為____________________________________________________________________。
3．燃料電池
（1）燃料電池的工作原理
利用燃料和氧化劑之間發生的____________，將化學能直接轉化為電能的化學電池。它工作時不斷從外界輸入反應物，同時將電極反應產物排出電池。因此，燃料電池能連續不斷地提供電能。
（2）氫氧燃料電池
氫氧燃料電池是常見的燃料電池，它以____為燃料，____為氧化劑。除具有能量轉化率高、可持續使用的優點外，還由於其燃燒產物為水，因此不會污染環境，其電池反應為H2＋12O2===H2O。在酸性電解質中電極反應式為：負極：______________，正極：____________________。
C、理解與深化
教學目標
知識技能：通過複習掌握原電池、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護原理。
能力培養：根據知識點的複習培養總結、歸納的能力，培養應用所學知識解決實際問題的能力。
科學思想：應用電化學的知識綜合、歸納，理論聯繫實際。
科學方法：應用實驗研究問題的方法。
重點、難點 原電池與電解池的比較。
教學過程設計
教師活動
一、電化學知識點的複習
【設問】
電化學中有哪些知識點是重點要掌握的呢？
學生活動
回答：
原電池與電解池的不同點；原電池的工作原理以及電解池的工作原理；兩極反應的判斷和書寫；電化學的應用。
很好，我們可以將電化學的知識歸納在網絡圖中，哪一個同學能夠寫出？
【投影】知識點的歸納，網絡圖
學生打出投影：
1．常見的電池
【設問】
①構成原電池的材料是什麼呢？
②原電池的原理是什麼呢？
③它的原理與電解池有什麼不同？
④常見的電池的類型？
看錄像或投影：
回答：
①原電池是由金屬與金屬或非金屬，電解質溶液構成的。
②原電池是由化學能轉化為電能的裝置。
③它的原理與電解池不同，因為電解池是由電能轉化為化學能的裝置。
④常見的電池有：乾電池；蓄電池。
幾種電池示意圖：
【設問】
根據示意圖你能説明電池的種類嗎？
回答：
鋅錳電池（乾電池）、鉛蓄電池、燃燒電池（氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池）等。
【設問】
①電池的兩極各發生了什麼反應？
②電池正、負兩極應該如何確定？
它的兩極與電解池的兩極有什麼不同點？
③在可逆電池中，充電、放電過程是應用了原電池的原理還是電解池的原理？
回答：
①活潑的金屬為負極，發生氧化反應。
不活潑的金屬為正極，發生還原反應。
②原電池與電解池的兩極不相同，表現在：原電池活潑金屬是負極，而電解池與電源負極相互聯結的就是負極（陰極）。
原電池兩極金屬的金屬活動性必須不同，而電解池兩極可以是惰性電極，也可以是金屬電極。
③放電的過程是應用了原電池的原理，而充電過程應用了電解池的原理。
【講解】
電池可以分為可逆電池和不可逆電池，比如：乾電池、燃燒電池等都是不可逆電池，它們在發生反應時有氣體或生成的物質無法在相同的條件下返回，所以，稱為不可逆電池。
【設問1】
請舉例説明不可逆電池（展示學生解剖的乾電池）？
乾電池的兩極材料是什麼？
電解質溶液是什麼？
兩極反應式如何書寫？
總反應如何書寫？
回答1：
如：鋅-錳電池
兩極材料是Zn、MnO2
電解質溶液是：NH4Cl
負極：Zn-2e=Zn2+
總反應：Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑
【評價】糾正學生的錯誤，寫出正確的反應。
【設問2】
還有什麼實例呢？
兩極材料是什麼呢？
電解質溶液是什麼呢？
回答2：
再如：鋅-銅電池，負極-Zn，正極-Cu。
負極：Zn-2e=Zn2+，電解質溶液——稀硫酸。
正極：2H++2e=2H=H2
總反應：2H++Zn=H2↑+Zn2+
什麼是可逆電池呢？（看前面的圖）
誰能寫出兩極反應式？
總反應式又如何書寫呢？
（教師指導學生書寫）
鉛蓄電池是可逆電池
兩極反應式：
負極：Pb-2e=Pb2+
總反應：
【練習】
書寫兩極反應式。
若有：
（1）銅、鋅、稀硫酸
（2）銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕
（3）鋅、鐵放在食鹽水中
（4）氫、氧燃燒電池（電池的產物負極為H2O，正極則有大量的氫氧根生成）
（5）甲烷燃燒電池（電池負極甲烷燃燒失去電子，在鹼性條件下
根據信息寫出（4）、（5）的電池總反應式。
板演：
（1）負極：Zn-2e=Zn2+
正極：2H++2e=2H=H2
（2）負極：2Fe-4e=2Fe2+
正極：O2+4e+2H2O=4OH-
（3）負極：2Zn-4e=2Zn2+
正極：O2+4e+2H2O=4OH-
（4）負極：2H2+4OH--4e=4H2O
正極：O2+4e+2H2O=4OH-
總反應：2H2+O2=2H2O
正極：2O2+8e+4H2O=8OH-
【設問】
誰能夠將燃燒電池小結一下呢？
回答：
在燃燒電池反應中確定哪一極發生的是什麼反應的關鍵是：
負極發生氧化反應，化合價升高，失去電子；
總反應式為：兩極反應的加合；
書寫反應時，還應該注意得失電子數目應該守恆。
【評價】回答的很好。
燃燒電池反應中確定哪一極發生的是什麼反應的關鍵是：
負極：化合價升高，失去電子，發生氧化反應；
正極：化合價降低，得到電子發生還原反應。
2．分析電解應用的主要方法和思路
【設問】
電解質在通電前、通電後的關鍵點是什麼呢？
在電解時離子的放電規律是什麼呢？
電解的結果：溶液的濃度、酸鹼性有無變化？
回答：
通電前：電解質溶液的電離（它包括了電解質的電離也包括了水的電離）。
通電後：離子才有定向的移動（陰離子移向陽極，陽離子移向陰極）。
放電規律：
陽極：
金屬陽極＞S2-＞I-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根
陰極：
Ag+＞Cu2+＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Mg2+
溶液的離子濃度可能發生變化如：電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發生了變化。
因為溶液中的氫離子或氫氧根離子放電，所以酸鹼性可能發生改變。
請同學們看下列的歸納表格。
3．原電池、電解池、電鍍池的判斷規律
（1）若無外接電源，可能是原電池，依據原電池的形成條件判斷，主要有“三看”。
【設問】看什麼呢？
回答：
看電極；看溶液；看回路。
【投影】
先看電極：兩極為導體且活潑性不同，有一個先發生化學反應。
再看溶液：兩極插入電解質溶液中。
【設問】
這樣就可以形成電池了嗎？
回答：
不能。
對，還應該看回路：形成閉合迴路或者兩極板相接觸。
【設問】
若有外接電源，兩極插入電解質溶液，並有迴路，可能是什麼池？
回答：
是電解池。
【評價】不完全正確。（糾正後看投影）
（2）若有外接電源，兩極插入電解質溶液，可能是電解池或者是電鍍池。
【設問】為什麼呢？
回答：
當陽極金屬與電解質溶液中的陽離子相同時，則為電鍍池，其餘的情況是電解池。
【評價】很好，根據電解液、根據陽極的電極材料，確定電解或電鍍。
二、電化學的應用
1．原電池原理的應用
【設問】
請同學們根據已經複習的知識回答原電池原理的應用及依據？
回答：
應用到實際中有：
（1）由電極反應現象][確定原電池的正極和負極，用來判斷電極金屬活動性強弱。
（2）分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。
（3）由電池反應分析判斷新的化學能源的變化，判斷放電、充電。
【投影】
【評價】學生總結的很好，看以下歸納。
根據學生的回答小結：
原電池原理的三個應用和依據：
（1）電極反應現象判斷正極和負極，以確定金屬的活動性。其依據是：原電池的正極上現象是：有氣體產生，電極質量不變或增加；負極上的現象是：電極不斷溶解，質量減少。
（2）分析判斷金屬腐蝕的速率，分析判斷的依據，對某一個指定金屬其腐蝕快慢順序是：
作電解池的陽極＞作原電池的負極＞非電池中的該金屬＞作原電池的正極＞作電解池的陰極。
判斷依據：
（1）根據反應現象原電池中溶解的一方為負極，金屬活動性強。
（2）根據反應的速度判斷強弱。
（3）根據反應的條件判斷強弱。
（3）由電池反應分析判斷新的化學能源的變化，分析的思路是先分析電池反應有關物質化合價的變化，確定原電池的正極和負極，然後根據兩極的變化分析其它指定物質的變化。
【練習】
1．下列五個燒杯中均有天然水
鐵被腐蝕由快到慢的順序是：______。
回答：
從圖和複習歸納的方法可以分析，有外接電源時鐵放在電源的正極，鐵被腐蝕的最快；若放在負極腐蝕的最慢；原電池中，兩極的金屬活動性差別越大，反應越快，但若有活動性強於鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕（保護了鐵），所以此題的答案是：
（4）、（2）、（1）、（3）、（5）。
2．電解規律的應用
【設問】
電解規律的應用有什麼內容？
回答：
主要應用是：依據電解的基本原理分析判斷電解質溶液。
【設問】
如何恢復電解液的濃度呢？（舉例説明）
回答：
電解液應先看pH的變化，再看電極產物。欲使電解液恢復一般是：
電解出什麼物質就應該加入什麼，如：電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣，所以應該加入的是氯化氫。
【設問】
如果電解硫酸銅時，要恢復原來的濃度應該加入什麼呢？
回答：
因為電解硫酸銅時，生成的是銅和氧氣，所以應該向溶液中加入氧化銅。
【設問】
電解在應用中還應該注意什麼呢？
回答：
在分析應用問題中還應該注意：
一要：不僅考慮陰極、陽極放電的先後順序，還應該注意電極材料（特別是陽極）的影響；二要：熟悉用惰性電極電解各類電解質溶液的規律。
【練習】
用石墨電極電解1mol/L的下列溶液，溶液的pH不變的是______。
（1）HCl （2）NaOH
（3）Na2SO4 （4）NaCl
回答：
鹽酸溶液電解產生氯氣和氫氣，溶液的pH升高。
氫氧化鈉溶液電解產生氫氣和氧氣，溶液的pH升高。
硫酸鈉溶液電解產生氫氣和氧氣，溶液的pH不變。
氯化鈉溶液電解產生氫氧化鈉、氫氣和氯氣，溶液的pH升高。
所以（1）、（2）、（4）溶液的pH都增大。
答案：pH不變的是（3）。
以上的四種溶液電解後，如何使其濃度恢復到原來的濃度呢？
回答：
在（1）中應該加入氯化氫。
在（2）中應該加入一定量的水。
在（3）中應該加入一定量的水。
在（4）中應該加入一定量的氯化氫。
3．綜合利用——實用電池與可逆電池
常見的電池應用是：
①乾電池（Zn-Mn電池）
日常生活和照明。
②鉛蓄電池
應用於國防、科技、交通、化學電源等。
③鋰電池
密度小，壽命長應用於電腦、手錶、心臟起搏器、火箭、導彈的電源。
④燃燒電池
污染小、能量轉化高，應用於高科技研究。
⑤其它電池
鋁電池：能量高、不污染環境應用於照明、野營作業。
回答：
應用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標電源。
今後我們還可以根據原理設計出更多更好的實用電池。
三、典型習題分析
【投影】
例題1如圖2-17，E為沾有Na2SO4溶液的濾紙，並加入幾滴酚酞。A，B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料，它在鹼溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時間後，C、D中有氣體產生。
（1）外電源的正、負極分別是R為____，S為_____。
（2）A附近溶液的現象是_______，B附近發生的電極反應式為_____。
（3）濾紙上的紫色點向哪方移動____。
（4）當C、D裏的氣體產生到一定量時，切斷外電源並接通開關K，經過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要因為____，有關的反應式為_____。
根據圖分析回答：
（1）C、D產生氣體的體積是不相同的，由此可以判斷C端的氣體是氫氣，D端產生的氣體是氧氣，所以確定R為負極而S端是正極。
（2）A附近的變化是變為紅色，因為D端放氧氣，N端為陽極，而A端為陰極，吸引陽離子，陽離子放電2H+-2e=H2。因為，電解破壞了水的電離平衡，所以，此處OH-濃度增大，溶液顯紅色。而在B端發生OH-放電，其反應為：4OH--4e=2H2O+O2。
（4）氫氣和氧氣在鹼的環境下發生的是電池反應，（類似燃燒電池），消耗了氫氣和氧氣。
（-）2H2+4OH--4e=4H2O
（+）O2+2H2O+4e=4OH-
【評價】此題是一道比較綜合的題，它考察了電化學知識的大部分內容。
此題的突破點是，示意圖中的兩種氣體的體積，由此確定電源的正、負極，使題中所有問題迎刃而解。這位同學分析得非常好，我們應該認真的讀題，抓住題中的突破口。
【投影】
例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通電一段時間後，兩極各出現氣體2.24L（標準狀況），求原來溶液中CuSO4的濃度。
請同學們分析後給出答案。
回答：
陽極產生的氧氣為2.24L，陰極產生的氫氣為2.24L。
由CuSO4電解時放出的氧氣為0.05mol，計算是：
2Cu2+～O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c（Cu2+）=0.1/0.1=（mol/L）
【評價】
此題的突破口是根據題意分析出兩極各產生的氣體為2.24L；根據得失電子守恆。
同學們的分析是非常正確的'。
【投影】
例題3 人工生成鋁表面的氧化鋁保護膜的方法是將表面光潔的鋁製品作為陽極放入盛18％H2SO4溶液的電解槽。通電一定時間，設陽極氧氣全部與鋁反應。
思考後回答：
通過的電量為1A×3600s=3600C（庫侖）。由3600C/96500C/mol等於0.037mol的電子。
今有表面積約1.0dm2的鋁製品，放入電解槽，通入1A的電流1h（小時），已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3，則生成均勻的氧化膜的厚度是多少？
請同學們分析：
在從2molAl與1.5mol氧氣反應產生氧化鋁可知，得失電子為6mol。根據此反應計算出氧化鋁的物質的量，再根據氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此題的答案是：24μm（微米）。
【評價】
同學們分析的比較清楚，在作此題時應該抓住時間、表面積、電量、物質的量的相互關係，應用數學方法得到正確的答案。
請同學們通過練習鞏固複習的知識，提高解題的能力，以適合生活、生產、科技的需要。
精選題
一、選擇題
1．銀鋅電池廣泛應用各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：
反應的物質是 [ ]
A．Ag
B．Zn（OH）2
C．Ag2O
D．Zn
2．應用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解，當電解溶液的pH從6變為3時（設陰極沒有H2析出，電解前後的溶液體積不變），電極上析出銀的質量是 [ ]
A．27mg
B．54mg
C．108mg
D．216mg
二、非選擇題
離子組成符合下列情況的電解質，進行電解（各離子只能使用一次）。
（1）以碳棒為電極進行電解，電解質的含量減少，水量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積相同，則該電解質的化學式為____，電解的電極反應____，電解的總方程式是____。
（2）以鉑絲為電極進行電解，水量減少，電解質的含量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積為2∶1，則該電解質的化學式為____，電極反應式為____。
（3）惰性電解，電解質的含量減少，水的含量也減少，pH下降，則電解質的化學式為____，電解總的方程式____。
4．正在研究應用鋅頂替鉛的電池，它可以減少環境污染容量又很大，其電池反應為2Zn+O2=ZnO，其原料為鋅和電解質溶液、空氣。請寫出：
（1）電極反應____，____。
（2）估計該電解質溶液應該用____（強的酸或強的鹼）。
5．定温下，將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當陽極逸出amol氣體時，同時從溶液中析出mgNa2SO410H2O晶體，則原來飽和Na2SO4溶液的質量分數是____。
6．某學生試圖用電解法根據電極上析出物質的質量來驗證阿伏加德羅常數值，其實驗方案的要點為：
①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖2-18。
②在電流強度為IA，通電時間為ts後，精確測得某電極上析出的銅的質量為mg。試回答：
（1）連接這些儀器的正確順序為（用圖中標註儀器接線柱的英文字母表示。下同）E接____，C接____，接F____。
實驗電路中的電流方向為____→____→____→C→____→____。
（2）寫出B電極上發生反應的離子方程式______。
G試管中澱粉KI溶液變化的現象為______，相應的離子方程式為______。
（3）為精確測定電極上析出銅的質量，所必需的實驗步驟的先後順序是______。
①稱量電解前電極質量
②刮下電解後電極上的銅並洗淨
③用蒸餾水清洗電解後電極
④低温烘乾電極後稱量
⑤低温烘乾刮下的銅後稱量
⑥再次低温烘乾後稱量至恆重
（4）已知電子電量為1.6×10-19C，試列出阿伏加德羅常數的計算表達式：N=______。
答 案
一、選擇題
1．D 2．B
二、非選擇題
3．（1）HCl 陽極：2Cl-—2e→Cl2↑陰極：2H++2e→H2↑
總反應式：2HCl H2↑+Cl2↑
（2）KOH 陽極：4OH--4e→2H2O+O2↑陰極：4H++4e→2H2↑
（3）CuSO4總反應式：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4．（1）負極：Zn—2e→Zn2+正極：O2+4e+2H2O→4OH-
（2）強鹼
6．（1）D、A、B F→B→A→C→D→E
（2）2Cl-—2e=Cl2，變藍色，2I-+Cl2=I2+2Cl-
（3）①③④⑥
一、構成原電池的條件構成原電池的條件有：
（1）電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導電性（非金屬或某些氧化物等）；(2)兩電極必須浸沒在電解質溶液中；
（3）兩電極之間要用導線連接，形成閉合迴路。説明：
①一般來説，能與電解質溶液中的某種成分發生氧化反應的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質一般不作做原電池的負極，如、Na、Ca等。
二、原電池正負極的判斷
（1）由組成原電池的兩極材料判斷：一般來説，較活潑的或能和電解質溶液反應的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質溶液，如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構成原電池，鎂為負極，鋁為正極；但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時，由於是鋁和氫氧化鈉溶液發生反應，失去電子，因此鋁為負極，鎂為正極。
（2）根據外電路電流的方向或電子的流向判斷：在原電池的外電路，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。
（3）根據內電路離子的移動方向判斷：在原電池電解質溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。
（4）根據原電池兩極發生的化學反應判斷：原電池中，負極總是發生氧化反應，正極總是發生還原反應。因此可以根據總化學方程式中化合價的升降來判斷。
（5）根據電極質量的變化判斷：原電池工作後，若某一極質量增加，説明溶液中的陽離子在該電極得電子，該電極為正極，活潑性較弱；如果某一電極質量減輕，説明該電極溶解，電極為負極，活潑性較強。
（6）根據電極上產生的氣體判斷：原電池工作後，如果一電極上產生氣體，通常是因為該電極發生了析出氫的反應，説明該電極為正極，活動性較弱。
（7）根據某電極附近pH的變化判斷析氫或吸氧的電極反應發生後，均能使該電極附近電解質溶液的pH增大，因而原電池工作後，該電極附近的pH增大了，説明該電極為正極，金屬活動性較弱。
三、電極反應式的書寫
（1）準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵
（2）如果原電池的正負極判斷失誤，電極反應式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法，但不是絕對的，例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中，
（3）要考慮電子的轉移數目
在同一個原電池中，負極失去電子數必然等於正極得到的電子數，所以在書寫電極反應時，一定要考慮電荷守恆。防止由總反應方程式改寫成電極反應式時所帶來的失誤，同時也可避免在有關計算中產生誤差。
（4）要利用總的反應方程式
從理論上講，任何一個自發的氧化還原反應均可設計成原電池，而兩個電極反應相加即得總反應方程式。所以只要知道總反應方程式和其中一個電極反應，便可以寫出另一個電極反應方程式。
四、原電池原理的應用
原電池原理在工農業生產、日常生活、科學研究中具有廣泛的應用。
化學電源：人們利用原電池原理，將化學能直接轉化為電能，製作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池，以滿足不同的需要。在現代生活、生產和科學研究以及科學技術的發展中，電池發揮的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造衞星、飛機、輪船，小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等，都離不開各種各樣的電池。
加快反應速率：如實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，用純鋅生成氫氣的速率較慢，而用粗鋅可大大加快化學反應速率，這是因為在粗鋅中含有雜質，雜質和鋅形成了無數個微小的原電池，加快了反應速率。
比較金屬的活動性強弱：一般來説，負極比正極活潑。
防止金屬的腐蝕：金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發生化學反應，使金屬失去電子變為陽離子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的金屬與電解質溶液接觸時形成的原電池反應而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕，電化學腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕：在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜，裏面溶解了少量的氧氣、二氧化碳，含有少量的H+和OH-形成電解質溶液，它跟鋼鐵裏的鐵和少量的碳形成了無數個微小的原電池，鐵作負極，碳作正極，發生吸氧腐蝕：
電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接，或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。
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