Giáo án và PPT Hóa học 12 cánh diều bài 11: Nguồn điện hóa học

BÀI 11. NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC

A. KHỞI ĐỘNG

- GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi mở đầu

Hoạt động của các pin này dựa trên loại phản ứng hóa học nào?

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

1. Pin Galvani

a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin Galvani

Sản phẩm dự kiến

- Phản ứng oxi hóa – khử thường giải phóng năng lượng.

- Nếu các cặp oxi hóa – khử trong phản ứng oxi hóa – khử không tiếp xúc trực tiếp mà nối với nhau qua dây dẫn thì electron sẽ chuyển gián tiếp từ chất khử sang chất oxi hóa tạo thành dòng điện.

- Phản ứng xảy ra trong pin điện hóa là phản ứng oxi hóa – khử gián tiếp, năng lượng giải phóng ra là điện năng.

Cấu tạo

- Pin Galvani được tạo nên từ hai cặp oxi hóa – khử khác nhau, trong đó thanh kim loại được nhúng vào dung dịch muối của chính nó. Hai dung dịch muối trong pin Galvani nối với nhau bởi cầu muối.

Nguyên tắc hoạt động

- Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên phản ứng oxi hóa – khử tự diễn biến, electron chuyển từ cực âm sang cực dương thông qua dây dẫn, năng lượng giải phóng dưới dạng điện năng.

- Ở thanh Zn: Zn → Zn²⁺ + 2e ⇒ cung cấp electron ⇒ cực âm (anode) ⇒ electron theo dây dẫn di chuyển sang điện cực Cu.

- Ở thanh Cu: Cu²⁺ +2e → Cu ⇒ nhận electron ⇒ cực dương (cathode).

- Quá trình xảy ra trong pin Galvani: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

- Kết luận: Kim loại mạnh hơn đóng vai trò anode (điện cực âm của pin), kim loại yếu hơn đóng vai trò cathode (điện cực dương của pin).

2. Thực hành lắp ráp pin

Thực hành lắp một số pin đơn giản

- HS đưa ra quy tắc thực hành lắp pin đơn giản

Sản phẩm dự kiến

- Nguyên tắc chung tạo dòng điện hóa học: Pin tạo bởi hai điện cực kim loại khác nhau tiếp xúc với dụng một dung dịch chất điện li.

3. Tìm hiểu về ưu, nhược điểm của một số loại pin

Tìm hiểu và cho biết một số hạn chế nếu sử dụng pin Galvani Zn-Cu trong đèn pin.

Sản phẩm dự kiến

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1. Để tạo ra dòng điện, hai cặp oxi hóa – khử ________ với nhau

A. tiếp xúc trực tiếp.                             B. không tiếp xúc trực tiếp.                  

C. tạo dung dịch acid.                          D. tạo dung dịch base.

Câu 2. Năng lượng của phản ứng oxi hóa – khử trong pin điện hóa là

A. quang năng.                                    B. điện năng.                   

C. nhiệt năng.                                      D. động năng.

Câu 3. Trong pin Galvani, hai dung dịch muối được nối với nhau qua.

A. lưới điện phân.                                B. dòng điện một chiều.             

C. cầu muối.                                        D. nam châm vĩnh cửu.

Câu 4. Một pin Galvani được tạo nên từ hai cặp oxi hóa – khử Zn²⁺/Zn và Ag⁺/Ag. Chất đóng vai trò là anode là

A. Ag⁺.                   B. Ag.                    C. Zn²⁺.                 D. Zn.

Câu 5. Pin nhiên liệu hydrogen biến đổi trực tiếp 

A. hóa năng thành điện năng.              

B. nhiệt năng thành điện năng.            

Đáp án gợi ý:

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Một pin điện hóa Zn – H₂ được thiết lập ở các điều kiện như hình vẽ sau: 

a) Viết các quá trình xảy ra ở anode, cathode và PTHH của phản ứng xảy ra trong pin.

b) Tính thế điện cực chuẩn của cặp Zn²⁺/Zn.