化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能好

1、現(xiàn)代社會中使用最為普遍的能源？現(xiàn)代社會中使用最為普遍的能源？v電能電能又稱電力又稱電力v目前我國主要通過什么形式發(fā)電？目前我國主要通過什么形式發(fā)電？一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能化學(xué)能（燃料）（燃料）熱熱能能機(jī)械能機(jī)械能電電能能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)（蒸汽輪機(jī)）（蒸汽輪機(jī)）（2）存在的缺陷：）存在的缺陷： 經(jīng)經(jīng)多次多次轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換，能量損耗損耗大，燃料的大，燃料的利利用率低用率低；環(huán)境；環(huán)境污染污染嚴(yán)重。嚴(yán)重。（1）能量轉(zhuǎn)換：）能量轉(zhuǎn)換：1、火力發(fā)電、火力發(fā)電化學(xué)能化學(xué)能電電能能一一 步步 到到 位位？? ?1 1、原電池原電池定義定義: :把把化學(xué)能直接化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化

2、轉(zhuǎn)化為為電能電能的裝置。的裝置。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片上沒有上沒有,鋅片逐漸溶解鋅片逐漸溶解.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1. Cu片上有氣泡產(chǎn)生并更劇烈2.2.電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn). .3.3.鋅片不斷溶解鋅片不斷溶解. .思考思考:1.溶液中溶液中c(H+)如何變化如何變化?2.寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式,并指并指出反應(yīng)類型出反應(yīng)類型.Zn2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2+H2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)鋅片上有氣泡產(chǎn)

3、生,銅片不無氣泡產(chǎn)生鋅能與稀硫酸反應(yīng),而銅片不能鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片不無氣泡產(chǎn)生鋅能與稀硫酸反應(yīng),而銅片不能鋅片不斷溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生并更劇烈鋅片不斷溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)有電流產(chǎn)生?1 1、原電池原電池定義定義: :把把化學(xué)能直接化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置。的裝置。一.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池的原理： 氧化還原反應(yīng)總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電極反應(yīng)

4、電極反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極形成條件一：活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、碳棒等正極：較不活潑的金屬、碳棒等第一組實(shí)驗(yàn)第一組實(shí)驗(yàn)（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中第二組實(shí)驗(yàn)第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第三組實(shí)驗(yàn)第三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三形成條件三:必須形成閉合回路必須形成閉合回路（不可以）（不可以）

5、（不可以） 實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件四：形成條件四：能自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)的氧化還原反應(yīng)第四組實(shí)驗(yàn)第四組實(shí)驗(yàn)通常情況下：通常情況下： 兩個電極兩個電極: :活潑金屬作負(fù)極活潑金屬作負(fù)極, ,不活潑金屬或不活潑金屬或能導(dǎo)電的非金屬導(dǎo)體能導(dǎo)電的非金屬導(dǎo)體( (石墨石墨) )作正極；作正極； 兩個電極插入電解質(zhì)溶液中；兩個電極插入電解質(zhì)溶液中； 構(gòu)成閉合回路構(gòu)成閉合回路；負(fù)極能與電解質(zhì)溶液負(fù)極能與電解質(zhì)溶液自發(fā)發(fā)生自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng). .1.下列裝置哪些可以形成原電池下列裝置哪些可以形成原電池( )AAAAAAZn CuFe C(石墨石墨) Zn C

6、uZn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe Cu稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 CuSO4溶液溶液 酒精酒精 E F GABCABC請指出請指出B C中的正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式中的正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式課堂練習(xí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片上沒有上沒有,鋅片逐漸溶解鋅片逐漸溶解.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.Cu片上有氣泡產(chǎn)生片上有氣泡產(chǎn)生更劇烈更劇烈. .2.2.電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn). .3.3.鋅片不斷溶解鋅片不斷溶解. .思考思考:1.溶液中溶液中c(H+)如何變化如何變化

7、?2.寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式,并指并指出反應(yīng)類型出反應(yīng)類型.電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生陽離子陽離子負(fù)極負(fù)極正極正極 陽離子陽離子3、原電池工作原理：、原電池工作原理：CuZn- - -Zn2+H+H+電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陽離子陽離子陰離子陰離子正極正極負(fù)極負(fù)極SO42-Cu-Zn原電池的工作原理原電池的工作原理I負(fù)極負(fù)極正極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑還原劑(Zn)失去電失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑氧化劑(H+)在銅極在銅極上得到電子

8、，發(fā)生上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)還原劑失去的還原劑失去的電子從鋅極流電子從鋅極流出出流入銅極流入銅極經(jīng)外電路經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向電流方向氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2+2e- =Cu陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)

9、）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路Cu-Zn原電池的工作原理原電池的工作原理鋅鋅(負(fù)極負(fù)極)電子流向與電流方向：電子流向與電流方向：總反應(yīng)方程式總反應(yīng)方程式：銅銅(正極正極)電子流向：負(fù)極（電子流向：負(fù)極（Zn) 外電路外電路 正極（正極（Cu）電流方向：正極（電流方向：正極（Cu） 外電路外電路 負(fù)極（負(fù)極（Zn）Zn2eZn2+ ( (鋅板溶解鋅板溶解,發(fā)生發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng) ) )2H+ + 2e H2 （銅板上有氣泡銅板上有氣泡,發(fā)生發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng))Zn+2H+=Zn2+H2 電極電極材料材料原電池原電池的電極的電極電極反應(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類

10、型反應(yīng)類型ZnZn片片CuCu片片電池總電池總反應(yīng)反應(yīng)氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2負(fù)極負(fù)極正極正極Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2鋅鋅 銅銅 原原 電電 池池 工工 作作 原原 理理還原還原反應(yīng)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)4、原電池的正負(fù)極的判斷方法、原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷微觀判斷（外電路（外電路）電子從負(fù)極流出電子從負(fù)極流出電子經(jīng)導(dǎo)線流入正極電子經(jīng)導(dǎo)線流入正極負(fù)極負(fù)極正極正極較活潑的電極材料較活潑的電極材料較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料 質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極質(zhì)量減少被

11、腐蝕質(zhì)量減少被腐蝕的電極的電極負(fù)極負(fù)極正極正極正極正極負(fù)極負(fù)極有氣泡冒出的電極為正極有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極宏觀判斷宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極的反應(yīng)根據(jù)原電池電極的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣泡冒出：負(fù)極負(fù)極正極正極陰離子移向負(fù)極陰離子移向負(fù)極陽離子移向正極陽離子移向正極 （內(nèi)電路（內(nèi)電路）試試一一試試1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，

12、并寫出電極反應(yīng)式寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極負(fù)極：正極正極：總反應(yīng)總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu2、X、Y、Z都是金屬，把都是金屬，把X浸入浸入Z的硝酸鹽的硝酸鹽溶液中，溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X與與Y組成原電池組成原電池時，時，Y是電池的負(fù)極。是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活三種金屬的活動性順序?yàn)閯有皂樞驗(yàn)? ) A XY

13、Z B XZY C YXZ D YZXC3 3、下列方程式能設(shè)計(jì)成原電池嗎、下列方程式能設(shè)計(jì)成原電池嗎? ?若能，判斷若能，判斷 原電池的正負(fù)極。原電池的正負(fù)極。 Fe+Cu Fe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu 2NaOH+H 2NaOH+H2 2S0S04 4=Na=Na2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O本節(jié)要點(diǎn)本節(jié)要點(diǎn):1，原電池概念。，原電池概念。2，原電池的形成成條件。，原電池的形成成條件。3，原電池的工作原理。，原電池的工作原理。4，原電池的正負(fù)極判斷，原電池的正負(fù)極判斷5, 原電池實(shí)質(zhì)原電池實(shí)質(zhì):原電池是把氧化反應(yīng)和還原原電池是把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在不同

14、的電極上發(fā)生反應(yīng)分別在不同的電極上發(fā)生,實(shí)現(xiàn)化學(xué)能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的直接轉(zhuǎn)化向電能的直接轉(zhuǎn)化(了解了解) 。小小 結(jié)結(jié)二、二、 原電池原理的應(yīng)用：原電池原理的應(yīng)用：1 1、研制分析化學(xué)電源、研制分析化學(xué)電源；2 2、促進(jìn)某些氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，加快反應(yīng)速率促進(jìn)某些氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，加快反應(yīng)速率 3 3、尋找鋼鐵防腐蝕的方法、尋找鋼鐵防腐蝕的方法4、原電池的設(shè)計(jì)、原電池的設(shè)計(jì) 閱讀教材閱讀教材41頁頁 資料卡資料卡 分析鋼鐵電化學(xué)腐蝕分析鋼鐵電化學(xué)腐蝕的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。5、判斷金屬的活潑性、判斷金屬的活潑性鋼鐵的吸氧腐蝕原理：在潮濕空氣中鋼鐵表

15、面形成無數(shù)微小的原電池。負(fù)極：(Fe) 2Fe - 4e = 2Fe2+正極：(C) 2H2O+O2+4e= 4OHFe2+ +2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H2O+O2 = 4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl鋼鐵的防腐蝕：鋼鐵的防腐蝕：（1 1）覆蓋保護(hù)層油漆）覆蓋保護(hù)層油漆；（2 2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；合金）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；合金（3 3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；原電池）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；原電池（4 4）鋼鐵連接電源負(fù)極。電解池）鋼鐵連接電源負(fù)極。電解池電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕： 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)不純的金屬跟電解

16、質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。子而被氧化，這種腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。鋼鐵的腐蝕鋼鐵的腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 原電池的設(shè)計(jì)原電池的設(shè)計(jì)（1） 請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 設(shè)計(jì)成一個原電池。設(shè)計(jì)成一個原電池。1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負(fù)極，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極負(fù)極: . 正極正極: . 硫酸銅溶液硫酸銅溶液 銅銅 鐵鐵Fe2e - Fe2+Cu2+2e- C

17、u原電池的設(shè)計(jì)原電池的設(shè)計(jì)（2） 將氧化還原反應(yīng)：將氧化還原反應(yīng)：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2設(shè)計(jì)成一個原電池。設(shè)計(jì)成一個原電池。1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負(fù)極，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極負(fù)極: . 正極正極: . 氯化鐵溶液氯化鐵溶液 碳碳銅銅Cu -2e- Cu2+2Fe3+ +2e - 2Fe2+課本課本 P P46 46 第第1 1題題 化學(xué)電源化學(xué)電源（1）一次電池（如干電池）一次電池（如干電池）: :用過后不能復(fù)原用過后不能復(fù)原（2）二次電池（如蓄電池）二次電池（如蓄電池）: :充電后能繼續(xù)使用充電后能繼續(xù)

18、使用（3）燃料電池）燃料電池（4）海水電池）海水電池 負(fù)極（鋅筒）：負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：正極（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干電池 Zn- Mn普通普通干電池干電池（1）一次電池 銀鋅電池銀鋅電池鈕扣電池鈕扣電池 該電池使用壽命較長，廣該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2O和和Zn，電解質(zhì)為，電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和和ZnO,其電極反應(yīng)式為：

19、其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正極：正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅銀鋅紐紐扣電池扣電池總反應(yīng)式為：總反應(yīng)式為：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag（2）二次電池鉛蓄電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：）電極反應(yīng)式：正極：正極：PbO2 負(fù)極：負(fù)極：PbH2SO4溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正極（正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2

20、O總反應(yīng)：總反應(yīng)： 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池 （3）新型燃料電池）新型燃料電池演示探究演示探究教材教材4242頁頁燃料電池燃料電池負(fù)極：負(fù)極：2H2+4OH-4e-=4H2O 正極：正極：O2+2H2O+4e-=4OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁鋁- -空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等?？諝馊剂想姵?、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)如圖電池反應(yīng)怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式