化學能與電能上課用

1、化學能與電能化學能與電能CuZnH2SO4在在鋅片表面鋅片表面有氣泡有氣泡銅片表面沒有氣泡銅片表面沒有氣泡實驗探究實驗探究請你先預測下列實驗的現(xiàn)象，再動手請你先預測下列實驗的現(xiàn)象，再動手實驗，觀察現(xiàn)象。實驗，觀察現(xiàn)象。CuZnH2SO4銅片表面銅片表面電流計指針偏轉(zhuǎn)電流計指針偏轉(zhuǎn)A 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案你對問題你對問題3 3的想法的想法ZnCu鋅表面有氣泡鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象1.1.反應中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？反應中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？2.Zn2.Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中是通過什么途徑將電

2、子轉(zhuǎn)移給溶液中H H+ +的？的？3.3.什么方法可使什么方法可使ZnZn與與H H+ +分開，不讓分開，不讓H H+ +直接在直接在ZnZn表表 面得電子？面得電子？演示探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象用導線將鋅表面的電子引出來用導線將鋅表面的電子引出來Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內(nèi)交流組內(nèi)交流 列出想法列出想法 演示探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象CuCu起傳導電子的作用。起傳導電子的作用?？捎秒娏鞅頊y電流及方向?？捎秒娏鞅頊y電流及方向。Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2ZnCu大量氣泡從銅大量氣泡從銅片逸出，鋅片片逸出，鋅片部分溶解部分溶解

3、1.H1.H+ +得到的電子是得到的電子是CuCu失去的嗎？失去的嗎？2.2.在這個過程中在這個過程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.3.你怎樣才能知道導線中有電子通過？你怎樣才能知道導線中有電子通過？ 解釋實驗現(xiàn)象解釋實驗現(xiàn)象思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內(nèi)交流組內(nèi)交流 列出想法列出想法演示探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象化學能直接轉(zhuǎn)化為電能化學能直接轉(zhuǎn)化為電能1.1.電子從電子從ZnZn到到H H+ +經(jīng)歷了哪些途徑？經(jīng)歷了哪些途徑？2.2.你認為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？你認為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電

4、子由電子由Zn 導線導線 銅片銅片 H+ 定向移動定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)ZnCu請你們根據(jù)Zn-C-稀硫酸原電池的實驗現(xiàn)象完成上表Cu一一. .化學能直接轉(zhuǎn)化為電能化學能直接轉(zhuǎn)化為電能1.1.原電池的概念原電池的概念將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置請你們根據(jù)Zn-C-稀硫酸原電池的實驗現(xiàn)象完成上表Cu電極材料電極材料電極反應式電極反應式發(fā)生的反應發(fā)生的反應原電池的電極原電池的電極Zn片片Cu片片總的離子反應方程式總的離子反應方程式Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Zn+ 2

5、HZn+ 2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2負極負極正極正極還原反應還原反應氧化反應氧化反應你是如何判定裝置的正、負極？你是如何判定裝置的正、負極？思考與交流思考與交流 正極正極 負極負極電子流入的極電子流入的極不活潑電極不活潑電極發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應電子流出的極電子流出的極較活潑電極較活潑電極發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應一、化學能轉(zhuǎn)化為電能一、化學能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池（4）原理：e-e-e- _外電路：內(nèi)電路：陽離子正極陰離子負極負極正極e-這樣整個電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流原電池原電池原理原理 _e-e-e-發(fā)生發(fā)生失電子失電子的的氧化反應氧化反應發(fā)生發(fā)生得電

6、子得電子的的還原反應還原反應原電池原電池原理原理說說原電池是由幾部分構(gòu)成說說原電池是由幾部分構(gòu)成A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4*試著說說原電池的構(gòu)成條件是什么？試著說說原電池的構(gòu)成條件是什么？*CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以） 1 1、兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬、兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導體）做和另一種非金屬導體）做電極電極；2 2、電極須插入、電極須插入電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中；中；3 3、電極用導線相連形成、電極用導線相連形成閉合回路閉合回路。4 4、自發(fā)進行的、自發(fā)進行的氧化還原反應氧化還

7、原反應負極：電子流出的電極負極：電子流出的電極( (較活潑的金屬較活潑的金屬) )正極：電子流入的電極正極：電子流入的電極( (較不活潑的金屬、較不活潑的金屬、 石墨等石墨等) )AAAAAAZn 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 火力發(fā)電原理及過程火力發(fā)電原理及過程思考：火力發(fā)電的過程能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？思考：火力發(fā)電的過程能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？化學能化學能（燃料）（燃料）燃燒熱熱能能蒸汽機械能機械能（渦輪

8、機）（渦輪機）發(fā)電機電電能能【思考與交流思考與交流】火火力力發(fā)發(fā)電電有有什什么么缺缺點點1.1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機煤炭是非可再生資源，會造成能源危機2.煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體3.3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的 利用率低利用率低原電池與火力發(fā)電的本質(zhì)是否相同？原電池與火力發(fā)電的本質(zhì)是否相同？在能量轉(zhuǎn)化上有何異同？在能量轉(zhuǎn)化上有何異同？間接：間接：直接：直接：化學能化學能燃燒燃燒熱能熱能蒸汽蒸汽機械能機械能發(fā)動機發(fā)動機電能電能裝置裝置原電池原電池概概念念構(gòu)構(gòu)成成條條件件工工作作原原理理化學能與電能化學能與電能病病 例例 分

9、分 析析 你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？原電池設計思路：原電池設計思路：1 1、能自發(fā)進行的氧化還原反應；、能自發(fā)進行的氧化還原反應；2 2、通常有兩個活潑性不同的電極；、通常有兩個活潑性不同的電極；3 3、需要電解質(zhì)溶液；、需要電解質(zhì)溶液；4 4、還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反、還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反應，氧化劑在正極得電子應，氧化劑在正極得電子, ,發(fā)生還原反發(fā)生還原反應。應。1 1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請、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，請指出正負極名稱，并寫出電說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式。極反應式。不

10、能構(gòu)成原電池不能構(gòu)成原電池不能構(gòu)成原電池不能構(gòu)成原電池2H+2e-H2負極：負極：總反應：總反應：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2不能構(gòu)成原電池不能構(gòu)成原電池2H+2e-H2負極：負極：總反應：總反應：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2正極：正極：負極：負極：總反應：總反應：Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu或或 Fe+CuSO4Cu+FeSO4正極：正極：負極：負極：總反應：總反應：Zn2e-Zn2+Cu2+ + 2e-CuZn + Cu2+Zn2+ + Cu或或 Zn + CuSO4Cu + ZnSO4負極：負極：正極：正極

11、：總反應：總反應：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2 或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22 2、把、把a、b、c、d四種金屬片浸泡在稀四種金屬片浸泡在稀H2SO4 中用中用導線兩兩相連可以組成各種原電池，若導線兩兩相連可以組成各種原電池，若a、b相連相連時時a a為負極；為負極；c、d相連時，相連時，c為負極，為負極，a、c相連時，相連時，a為正極，為正極，b、d相連時，相連時，b為負極，則這四種金為負極，則這四種金屬的活動性順序為屬的活動性順序為 （ ） A、abcd B、acbd C、bdca D、cabdD D3、A、B、C是三種金屬，根據(jù)下列是三種金屬，根

12、據(jù)下列、兩個實兩個實驗，確定它們的還原性強弱的順序為驗，確定它們的還原性強弱的順序為 （ ）、將、將A與與B浸在稀硫酸中用導線相連，浸在稀硫酸中用導線相連，A上有氣泡上有氣泡放出，放出，B逐漸溶解逐漸溶解、將、將C浸入浸入A的鹽溶液中，無金屬析出的鹽溶液中，無金屬析出 A、 ABC B、BCA C、 CAB D、BA C D4 4、某原電池的離子反應是：、某原電池的離子反應是： Zn + Cu2+Zn2+ + Cu 該電池的正確組成是（該電池的正確組成是（ ）A、Cu為正極，為正極，Zn為負極，為負極，HCl為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液B、Zn為正極，為正極，Cu為負極，為負極，CuSO4為電解質(zhì)

13、溶液為電解質(zhì)溶液C、Cu為正極，為正極，Zn為負極，為負極，CuSO4為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液D、Cu為正極，為正極，Zn為負極，為負極，ZnCl2為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液寫出電極反應方程式：寫出電極反應方程式：C寫出下列電極反應式：寫出下列電極反應式：試設計一個原電池，使之發(fā)生總的反應試設計一個原電池，使之發(fā)生總的反應方程式為方程式為 2FeCl3CuCuCl22FeCl2，畫出裝置圖，并寫出電極反應式及電池畫出裝置圖，并寫出電極反應式及電池總反應的離子方程式。（提示：可用石總反應的離子方程式。（提示：可用石墨作電極）墨作電極）科學探究：科學探究：科學探究：科學探究： 根據(jù)你已具備的電化學知

14、根據(jù)你已具備的電化學知識，自制一些簡易的化學電池。識，自制一些簡易的化學電池。一些實際生活中常用的電池一些實際生活中常用的電池 鋅鋅錳錳干電池干電池 汽車用鉛蓄電池汽車用鉛蓄電池 鋰離子充電電池鋰離子充電電池 氫氫 氧氧 燃燃 料料 電電 池池正極：正極：2MnO2+2NH4+2e-Mn2O3+2NH3H2O負極：負極：Zn - 2e- Zn2+電池總反應式： Zn2MnO2+2NH4+ Zn2+ Mn2O3+2NH3H2O普通鋅普通鋅錳干電池錳干電池 鋅鋅錳錳干電池干電池堿性鋅堿性鋅錳干電池錳干電池正極：正極：2MnO2+H2O+2e-Mn2O32OH-負極：負極：Zn2OH- - 2e-

15、Zn(OH)2電池總反應式：Zn2MnO2+H2O Zn(OH)2 Mn2O3鉛蓄電池電極反應：鉛蓄電池電極反應： 氫氧燃料電池氫氧燃料電池負極：負極：2H24OH-4e-4H2O正極：正極：O22H2O4e-4OH-鎳鎳鎘可充電電池：鎳鎘可充電電池：鎳鎘電池的負極為金鎘電池的負極為金屬鎘屬鎘(Cd)，正極為正極為NiO(OH)，電解液為，電解液為KOH溶液。溶液。正極：正極：2 2NiO(OH)2H2O2e- 2Ni(OH)2 2OH-負極：負極： Cd 2OH- 2e- Cd(OH)2總反應式：總反應式：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2Cd(OH)2鎳鎳氫可充電電池：它是氫可

16、充電電池：它是NiO(OH)作為正極，作為正極，以能夠自由吸收、釋放以能夠自由吸收、釋放H2的儲氫金屬合金為的儲氫金屬合金為負極，電解液為負極，電解液為KOH溶液。溶液。正極：正極：NiO(OH)H2Oe- Ni(OH)2 OH-負極：負極：1/2H2 OH- e- H2O總反應式：總反應式：1/2H2 NiO(OH) Ni(OH)2銀銀鋅蓄電池：正極殼填充鋅蓄電池：正極殼填充Ag2O和石墨，負和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解液為極蓋填充鋅汞合金，電解液為KOH溶液。溶液。正極：正極：Ag2OH2O2e-2Ag2OH-負極：負極：Zn2OH- 2e- ZnOH2O總反應式：總反應式：Ag2OZnH2O 2AgZn(OH)2鋰亞硫電池：它使用金屬鋰亞硫電池：它使用金屬(Li)和石墨作電極，和石墨作電極，金屬鋰金屬鋰(Li)作負極，四氯化鋁鋰作負極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶溶