【精品】金属的冶炼、原电池的原理及其应用-高二

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1、课程信息【本讲教育信息】一.教学内容：金属的冶炼、原电池的原理及其应用二.重点、难点：1.了解金属冶炼的一般原理及步骤2.记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法3.常识性介绍金属回收与环境资源保护的意义4.使学生理解原电池原理5.常识性介绍日常生活中常川的化学电源和新型化学电池6.使学生了解金属的电化学腐蚀三.知识分析:（一）金属元素在自然界中的存在形式化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如金、钳；化学性质比较活泼的金属，在自然界以化合态的形式存在，如铝在自然界以铝

2、土矿的形式存在。自然界中化合态的金属元素多、游离态的金属元素少。自然界中的金属元素种类约占全部元素种类的80%,矿物中、动植物体中、水中都含有金属元素。在地壳中含量较多的前两位金属元素为铝、铁。（二）金属的冶炼1.金属冶炼的手段冋忆总结冶炼金属时的还原手段有哪些？各举一例说明。（1）加热法适川于一些很不活泼的金属。它们位于金属活动顺序表屮氢元素以后。练习：写出氧化汞、氧化银受热分解的化学方程式。（2）还原剂法大部分金属的冶炼都是在高温时使用还原法，采用适当的还原剂（焦炭、CO、H2、活泼金属等）将

3、金属元素从化合物屮还原出来。金属活动性顺序表的屮间的多数金属适川此法。①川C或CO作还原剂：Fe、Cu②用比作还原剂：工业上制取不含碳的金属或某些稀有金属。W③用活泼金属做还原剂：稀有贵金属的化合物有些非常稳定，可采用活泼金属做还原剂的方法使其还原，得到高熔点的金属。Cr>V、（3）电解法对活泼金属如K、Na、Ca>Mg、Al使用最强有力的还原手段。电解法包括电解熔融盐或氧化物及金属盐的水溶液。前者适用于冶炼极活泼的金属，它们位于金属活动顺序表中铝以前的金属（包括铝）。对于鮫不活泼的金属，可用电解

4、其盐溶液的方法来获得金属。以上方法归纳为：K6NrMgAlZnFeSnPbCuHgAg电解法还原剂法（CsCOsh2、活泼金屈）加热法1.金局冶炼的实质金屈冶炼就是把化合态的金屈元素转变为金屈单质。而化合态金属大多呈阳离子状态,所以冶炼金属的实质就是：使金属阳离子获得电子，还原为金属原子的过程。示意为：Mn++ne^M（三）原电池原理1.概念：原电池是把化学能转变为电能的一种装置。Cu-Zn原电池2.Cu—Zn原电池原理:稀H2SO4锌活泼失去电子被氧化，铜板上带电子而显负电，溶液中离子在铜板上获

5、得电子被还原成氢气。电子流：负极（勿）'线>止极（Cu）电流：正极导线》负极」液》正极负极：电子流出的极，通常是活泼性较强的金属，电极本身被氧化。Zn-2e~=Zn2+止极：电子流入的极，通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电极上发牛述原反应2FT+2e~=H2t3.构成原电池的条件：（1）有两种活泼性不同的金属（或其屮一种为非金属导体）作电极；（2）电极均需插入电解质溶液；（3）两极相互接触或用导线连接。铜、锌、硫酸电池是在1789年山意大利物理学家伏特所发明，为了纪念这一功勋，称这种电池为伏打

6、电池。至今人们已利用伏打电池原理制出多种新型电池。（四）化学电源人们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、蒂电池、充电电池、高能电池等。在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着越來越重要的作用。当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池，广泛应用于H常牛活、主产和科学技术等方血。1.实用电池的特点①能产生稳定而具有较高电压的电流；②安全、耐用且便于携带；③能够适用于特殊用途；④便于冋收处理，不污染环境或对环境产生影响较小。2.儿种常见的电池①干电池普通干电池一般是锌——镒干电池。随着川电

7、器具朝着小型化、高性能化发展的要求体积小、性能更好的碱性锌一一猛电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液山原來的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。这类电池的容量和放电时间比普通锌一一镒电池增加几倍。干电池的电压是1.5〜1.6Vo它在使用时电阻逐渐增大，电压迅速降低，所以不宜长时间连续使用。使用后的废干电池无法恢复到起始状态，所以它是一•次性电池，简称一次电池。②铅蒂电池廿前汽车上使用的电池，有很多都是铅箫电池。铅醤电池能反应充电、放电的电

8、池，叫做二次电池。它的电压是2V0它在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。山于铅蓄电池的电床稳定，使用方便、安全、可靠，又可循环使用，因此是广泛用于国防、科研、交通、生产和生活的化学电源。除了铅蓄电池外，还有多种蓄电池，如银——镉可充电电池、银——锌蓄电池等。③锂电池锂是密度故小的金属，用锂作用为电池的负极,跟用相同质量的其他金属作负极相比钱,使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池。锂电池的特点：质量轻、电压高、工作效率高、贮存寿命长。锂电池的用途：可用于电脑、照相