新人必修2《化學(xué)能與電能》

1、第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)能與電能化學(xué)能與電能第一課時(shí)第一課時(shí)原電池原電池一、原電池一、原電池1.1.定義：定義：將將化學(xué)能化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成直接轉(zhuǎn)變成電能電能的裝置，的裝置，稱為原電池稱為原電池電源電源2.2.正負(fù)極：正負(fù)極：+-負(fù)極：負(fù)極：電子流進(jìn)（或電流流出）的一極電子流進(jìn)（或電流流出）的一極正極：正極：電子流出（或電流流進(jìn)）的一極電子流出（或電流流進(jìn)）的一極【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象剖析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象剖析】 Zn片逐漸溶解但無氣泡；片逐漸溶解但無氣泡；Cu片上有氣泡（片上有氣泡（H2）；）；電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。 指針偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通過，說指針偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通過，說明發(fā)生了電子定向移動(dòng)。明發(fā)生

2、了電子定向移動(dòng)。Zn 比比Cu活潑，用導(dǎo)線連在一起時(shí)，活潑，用導(dǎo)線連在一起時(shí)，Zn片失片失去的電子（去的電子（ Zn2e = Zn2+）變成）變成Zn2+進(jìn)入進(jìn)入溶液，電子經(jīng)導(dǎo)線流向溶液，電子經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，片， 溶液中的溶液中的H由于電場(chǎng)作用下移向由于電場(chǎng)作用下移向Cu片得電子被還原成片得電子被還原成H2（2H+2e = H2 ）整個(gè)裝置能量是怎樣整個(gè)裝置能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？轉(zhuǎn)化的？一、原電池一、原電池3.3.電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：電極材料電極材料原電池正負(fù)極原電池正負(fù)極電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)Zn片片Cu片片電極總離子反應(yīng)電極總離子反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極Zn-2eZn-2e-

3、-=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）小結(jié)：小結(jié)：負(fù)極負(fù)極失去電子失去電子的一極的一極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)活性強(qiáng)活性強(qiáng)正極正極得到電子得到電子的一極的一極還原反應(yīng)還原反應(yīng)活性弱活性弱e-e-e- _外電路：外電路：內(nèi)電路：內(nèi)電路： 陽(yáng)離子陽(yáng)離子正極正極陰離子陰離子負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極正極正極e-這樣整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒這樣整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流一、原電池一、原電池4.4.工作原理：工作原理

4、：正極正極負(fù)極負(fù)極 H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu負(fù)極負(fù)極( ): .正極正極( ): .總反應(yīng)式總反應(yīng)式: .負(fù)極負(fù)極( ): .正極正極( ): .總反應(yīng)式總反應(yīng)式: .課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向,并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式. AgFeIe-e-IFeAgFe2e - = Fe 2+2H+2e - = H2Fe+2H+ = Fe 2+ +H2ZnCuZn2e - = Zn2+ Cu2+ +2e - = CuZn+Cu2+ = Zn2 + CuAAAAAA

5、Zn CuFe C(石墨石墨) Zn CuZn ZnFe CuSi C(石墨石墨) 稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G 一、原電池一、原電池5.5.原電池的形成條件：原電池的形成條件：兩極一液一連線兩極一液一連線 兩種活潑性不同的金屬兩種活潑性不同的金屬（或其中一種為能導(dǎo)電的非金（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如屬，如“碳棒碳棒”）作電極作電極 其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極（為正極（正極一般不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電

6、作用正極一般不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用）；）；特殊特殊AI-Mg-NaOH是是Al作負(fù)極作負(fù)極Fe-Cu-HNO3（濃）是（濃）是Cu作負(fù)極作負(fù)極 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 形成閉合回路形成閉合回路 能自發(fā)地發(fā)生能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)酒精、蔗糖、四氯化碳不行酒精、蔗糖、四氯化碳不行2.2.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，由銅鋅和稀硫酸組成的原電

7、池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液的 PH( )PH( )A.A.不不 B.B.先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小C3.3.如圖裝置，電流表如圖裝置，電流表G G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A A極逐極逐漸變粗，漸變粗，B B極逐漸變細(xì)，極逐漸變細(xì)，C C為電解質(zhì)溶液，則為電解質(zhì)溶液，則A A、B B、C C應(yīng)是下列各組中的哪一組（應(yīng)是下列各組中的哪一組（ ） A A、A A是鋅，是鋅，B B是銅，是銅，C C為稀為稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是銅，是銅，B B是鋅，是鋅，C C為稀硫酸為稀硫酸 C C、A A是鐵，是鐵，B B是銀，是銀，

8、C C為為AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是鐵，是鐵，C C為為AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB BD5.5.把把a(bǔ) a、b b、c c、d d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a a、b b相連時(shí)，相連時(shí)，a a為為負(fù)極；負(fù)極；c c、d d相連時(shí)，電流由相連時(shí)，電流由d d到到c c；a a、c c相連時(shí)，相連時(shí)，c c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b b、d d相連時(shí)，相連時(shí)，b b上有大量上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱氣泡產(chǎn)生，則四種金屬

9、的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為的為( )( ) A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a 判斷原電池正、負(fù)極的方法判斷原電池正、負(fù)極的方法1 1、由組成原電池的兩極材料判斷：、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極2 2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電子流出的一極是負(fù)極，電子流進(jìn)的一極是正極電子流出的一極是負(fù)極，電子流進(jìn)的一極是正極4 4、根據(jù)原電池

10、兩極發(fā)生的變化來判斷：、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是正極發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是正極5 5、電極反應(yīng)現(xiàn)象：、電極反應(yīng)現(xiàn)象： 不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生, ,或質(zhì)量增加或或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O不變?yōu)檎龢O3 3、根據(jù)內(nèi)電路離子移動(dòng)的方向判斷：、根據(jù)內(nèi)電路離子移動(dòng)的方向判斷：陽(yáng)離子移向的一極為正極，陰離子移向的為負(fù)極陽(yáng)離子移向的一極為正極，陰離子移向的為負(fù)極制作化學(xué)電源制作化學(xué)電源加快反應(yīng)速率：加快反應(yīng)速率： 例如，實(shí)驗(yàn)室制例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢

11、，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。以加快反應(yīng)速率。判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 鋼鐵中含有碳，可與鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕而使鋼鐵遭到腐蝕一、原電池一、原電池6.6.原電池原理的應(yīng)用：原電池原理的應(yīng)用： 請(qǐng)結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：請(qǐng)結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)： Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。設(shè)計(jì)成一個(gè)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: . 拓拓 展：展： 通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下通常在輪船