化學反應與能量轉(zhuǎn)化 化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)

第2章化學鍵化學反應規(guī)律第2節(jié)化學反應與能量轉(zhuǎn)化第2課時化學反應能量轉(zhuǎn)化的重要應用——化學電池第2章化學鍵化學反應規(guī)律1一、原電池的構(gòu)造及原理1.原電池原理(1)原電池:一種利用_____________將______________________的裝置。氧化還原反應化學能直接轉(zhuǎn)化成電能一、原電池的構(gòu)造及原理氧化還原反應化學能直接轉(zhuǎn)化成電能2(2)原電池原理①氫氧燃料電池(2)原電池原理3②原電池原理(以氫氧燃料電池為例)實驗裝置

②原電池原理(以氫氧燃料電池為例)實驗裝置4原電池原理還原劑和氧化劑分別在兩個不同的區(qū)域發(fā)生_____反應和_____反應,并通過能導電的物質(zhì)形成_________產(chǎn)生_____兩極反應負極氫氣_______,發(fā)生_____反應正極氧氣_______,發(fā)生_____反應電子轉(zhuǎn)移電子由___極通過導線流向___極,形成電流氧化還原閉合回路電流失電子氧化得電子還原負正原電池還原劑和氧化劑分別在兩個不同的區(qū)域兩極負極氫氣____52.原電池的構(gòu)造2.原電池的構(gòu)造6【做一做】如圖為由鋅、石墨棒和硫酸銅溶液組成的原電池【做一做】7(1)負極反應物是___,___電子發(fā)生_____反應;(2)正極反應物是____,___電子發(fā)生_____反應;(3)工作時以上原電池中_____能轉(zhuǎn)化為___能。Zn氧化Cu2+還原化學電失得(1)負極反應物是___,___電子發(fā)生_____反應;Zn8二、原電池的設計1.基本思路二、原電池的設計92.具體流程2.具體流程103.實例(1)原電池設計3.實例11依據(jù)Zn+2H+====Zn2++H2↑實驗現(xiàn)象確定負極選擇負極反應物:_____鋅片__________;正極材料_________________。選擇負極材料:_____確定正極選擇正極反應物:_______選擇正極材料:___________構(gòu)成閉合回路選擇離子導體:_______________選擇電子導體:_____鋅片鋅片氫離子石墨或銅片稀硫酸或稀鹽酸導線逐漸溶解表面有氣泡生成依據(jù)Zn+2H+====Zn2++H2↑實驗現(xiàn)象確定選擇負極12(2)裝置①裝置(2)裝置13②電極反應負極反應:______________,_____反應;正極反應:2H++2e-====H2↑,還原反應。Zn-2e-====Zn2+氧化②電極反應Zn-2e-====Zn2+氧化14【巧判斷】(1)原電池中電子由負極通過導線到正極,然后由正極經(jīng)溶液再到負極,形成閉合回路。 (

)提示:×。導電時溶液中沒有電子的移動,只有陰陽離子的定向移動。【巧判斷】15(2)原電池中兩電極如果都是金屬,一般活潑的金屬作負極。 (

)提示:√?；顫姷慕饘偃菀资щ娮?原電池中失電子的一極為負極。(2)原電池中兩電極如果都是金屬,一般活潑的金屬作負極。 16(3)銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中,如果把稀硫酸換成乙醇溶液,也能形成原電池。 (

)提示:×。原電池中的溶液需要為電解質(zhì)溶液,乙醇是非電解質(zhì)。(3)銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中,如果把稀硫酸換成乙醇溶液17三、原電池的分類三、原電池的分類18【微思考】燃料電池中燃料是負極反應物還是正極反應物?提示:負極。在燃料電池中燃料燃燒失電子作負極反應物。氧氣得電子作正極反應物?！疚⑺伎肌?9【情境·思考】現(xiàn)在的電動車上絕大多數(shù)裝的是鉛酸蓄電池,因為鉛酸蓄電池成本低,性價比高。1860年,法國的普朗泰發(fā)明出用鉛作電極的電池。這種電池的獨特之處是,當電池使用一段時間后電壓下降時,可以給它通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,可以反復使用,所以稱它為“鉛酸蓄電池”?！厩榫场に伎肌?0化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)21蓄電池是一種可充電的電池,廣泛應用于電動車、汽車等行業(yè)。蓄電池放電時和充電時能量轉(zhuǎn)化是否一樣?提示:不一樣。放電時是化學能轉(zhuǎn)化為電能,充電時是電能轉(zhuǎn)化為化學能。蓄電池是一種可充電的電池,廣泛應用于電動車、汽車等行業(yè)。蓄電22知識點一原電池的原理及電極判斷【重點釋疑】1.原理(以銅鋅原電池為例)知識點一原電池的原理及電極判斷232.正負極的判斷2.正負極的判斷24

【易錯提醒】判斷正負極時應注意的幾個問題(1)活潑性強的不一定是負極,如鎂和鋁放入氫氧化鈉溶液中形成原電池,鋁是負極;銅和鋁放入濃硝酸中形成原電池,由于鋁的鈍化,銅是負極。(2)燃料電池中電極不參與反應,通入燃料的一極為負極,通入助燃劑(一般為氧氣)的一極為正極?！疽族e提醒】判斷正負極時應注意的幾個問題25(3)如果給了電池反應,正負極還可以根據(jù)化合價的改變來判斷,化合價升高的物質(zhì)失電子,為負極;化合價降低的物質(zhì)得電子,為正極。(3)如果給了電池反應,正負極還可以根據(jù)化合價的改變來判斷,26

【思考·討論】

(1)原電池原理中的“閉合回路”,其含義是什么?【思考·討論】27提示:原電池在工作時,帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運動的,應當從兩方面掌握:一是溶液中的陰離子向負極方向運動,而陽離子向正極方向運動;二是導線上電子從負極流向正極(電流從正極流向負極)。整個回路上帶同種電荷的粒子沿一個方向不停地運動。提示:原電池在工作時,帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運28化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)29(2)電池的負極只能是金屬材料嗎?提示:不是。燃料電池的負極就不是金屬如氫氧燃料電池負極材料為石墨。(2)電池的負極只能是金屬材料嗎?30【案例示范】

【典例】(2019·臨沂高一檢測)如圖所示是Zn和Cu形成的原電池,某實驗興趣小組做完實驗后,在讀書卡上的記錄如下,則卡片上的描述合理的是 (

)【案例示范】31化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)32A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤33【思維建?！拷獯鹪姵卦硇驮囶}的思維流程如下:【思維建模】解答原電池原理型試題的思維流程如下:34【解析】選B。銅鋅形成原電池的時候,鋅是負極,銅為正極;由于鋅失去電子變成鋅離子進入溶液中,電子通過外電路流向正極,溶液中的氫離子在正極上得到電子,變成氫氣,發(fā)生還原反應;陽離子向正極移動,陰離子硫酸根離子向負極移動;若有0.5mol電子流經(jīng)導線,由于正極的電極反應式為2H++2e-====H2↑,所以會產(chǎn)生【解析】選B。銅鋅形成原電池的時候,鋅是負極,銅為350.25mol的氫氣;電子的流向是由負極流向正極,所以應該是由Zn→Cu;正極反應式是2H++2e-====H2↑,發(fā)生還原反應。0.25mol的氫氣;電子的流向是由負極流向正極,所以應該36

【母題追問】(1)若將上題圖示中的電解質(zhì)溶液變成硫酸銅溶液,能否形成原電池?若能,請寫出電極反應式;若不能,請說明理由?！灸割}追問】(1)若將上題圖示中的電解質(zhì)溶液變成硫酸銅溶液37提示:可以形成,只不過是溶液里的氫離子參加反應變成銅離子參加反應。其電極反應如下:負極(Zn):Zn-2e-====Zn2+;正極(Cu):Cu2++2e-====Cu。提示:可以形成,只不過是溶液里的氫離子參加反應變成銅離子參加38(2)若此原電池有0.5mol電子流經(jīng)導線,此時鋅電極的質(zhì)量將如何變化?提示:由原電池原理可知,鋅電極的質(zhì)量將減少,由Zn-2e-====Zn2+可知,有0.5mol電子流經(jīng)導線時減少的質(zhì)量為16.25g。(2)若此原電池有0.5mol電子流經(jīng)導線,此時鋅電極的質(zhì)39

【遷移·應用】1.(2019·聊城高一檢測)一種新型的電池,總反應:3Zn+2+8H2O====2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 (

)【遷移·應用】40A.Zn極是負極,發(fā)生氧化反應B.隨著反應的進行,溶液的pH增大C.電子由Zn極流出到石墨電極,再經(jīng)過溶液回到Zn極,形成回路D.石墨電極上發(fā)生的反應為+3e-+4H2O====Fe(OH)3↓+5OH-A.Zn極是負極,發(fā)生氧化反應41【解析】選C。根據(jù)電池總反應,Zn的化合價升高,根據(jù)原電池的工作原理,即鋅作負極,發(fā)生氧化反應,故A說法正確;根據(jù)電池總反應方程式,生成OH-,溶液的pH增大,故B說法正確;根據(jù)原電池的工作原理,電子從Zn電極流出經(jīng)外電路流向石墨,電解質(zhì)溶液應是陰陽離子定向移動,沒有電子通過,故C說法錯誤;負極電極反應式【解析】選C。根據(jù)電池總反應,Zn的化合價升高,根據(jù)42為Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2↓,正極反應式為+4H2O+3e-====Fe(OH)3↓+5OH-,故D說法正確。為Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2↓,正極反應式432.番茄是人們愛吃的水果,也是餐桌上的美食,你能想到利用番茄來制作番茄電池嗎?如圖為某興趣小組制作的番茄電池,但電路接通后,檢流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是 (

)2.番茄是人們愛吃的水果,也是餐桌上的美食,你能想到利用番茄44A.電子由銅通過導線流向鋅B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置C.鋅電極發(fā)生氧化反應D.電流由鋅通過導線流向銅A.電子由銅通過導線流向鋅45【解析】選C。A項,銅作正極,鋅作負極,因此電子由鋅通過導線流向銅,故錯誤;B項,該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能,故錯誤;C項,鋅作負極失去電子,發(fā)生氧化反應,故正確;D項,電子與電流的方向相反,因此電流由銅極通過導線流向鋅極,故錯誤。【解析】選C。A項,銅作正極,鋅作負極,因此電子由鋅通過導線46【補償訓練】(2019·廊坊高一檢測)下列說法中正確的是 (

)A.原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置B.原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應C.原電池中電流從負極流出,從正極流入D.原電池中的陽離子向正極移動【補償訓練】47【解析】選D。原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;原電池中電子流出的一極是負極,發(fā)生氧化反應;電流從正極流出,從負極流入;原電池中的陽離子向正極移動,發(fā)生還原反應?！窘馕觥窟xD。原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;原電池中電子48【素養(yǎng)提升】

1.如圖是鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖,電池反應的總方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4↓+2H2O,則原電池放電時負極反應物和正極反應物分別是什么?【素養(yǎng)提升】49提示:根據(jù)化合價變化判斷,Pb的化合價升高,發(fā)生氧化反應,作負極材料和反應物;PbO2中鉛元素化合價降低,作正極材料和反應物。提示:根據(jù)化合價變化判斷,Pb的化合價升高,發(fā)生氧化反應,作502.如圖是酸性和堿性鋅錳干電池示意圖。2.如圖是酸性和堿性鋅錳干電池示意圖。51酸性和堿性電池的負極材料、負極反應是否一樣?提示:負極材料都是鋅,發(fā)生的反應不一樣。酸性條件下為Zn-2e-====Zn2+,堿性條件下為Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2。酸性和堿性電池的負極材料、負極反應是否一樣?523.以下是酸性、堿性氫氧燃料電池的示意圖。3.以下是酸性、堿性氫氧燃料電池的示意圖。53電池工作時,負極反應物氫氣和正極反應物氧氣在兩種電池中分別生成什么物質(zhì)?電池工作時,負極反應物氫氣和正極反應物氧氣在兩種電池中分別生54提示:氫氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)闅潆x子,在堿性氫氧燃料電池中變?yōu)樗?氧氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)樗?在堿性氫氧燃料電池中變?yōu)闅溲醺x子。提示:氫氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)闅潆x子,在堿性氫氧燃料電池55知識點二原電池原理的應用【重點釋疑】知識點二原電池原理的應用56化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)57

【思考·討論】

(1)所有化學反應,都能設計成原電池嗎?提示:不是。原電池的工作原理是使氧化還原反應中轉(zhuǎn)移的電子作定向移動,故只有自發(fā)的氧化還原反應才能設計成原電池?！舅伎肌び懻摗?8(2)原電池中一定是較活潑金屬作負極,較不活潑金屬作正極嗎?提示:不一定,如鎂條、鋁條連接,插入氫氧化鈉溶液中,形成的原電池鋁作負極,鎂作正極。(2)原電池中一定是較活潑金屬作負極,較不活潑金屬作正極嗎?59【案例示范】

【典例1】利用生活或?qū)嶒炇抑谐Ｓ梦锲?根據(jù)氧化還原反應知識和電學知識,自己動手設計一個原電池。實驗原理:Fe+2H+====Fe2++H2↑。(1)如何選擇電池的正負極材料?(宏觀辨識與微觀探析)【案例示范】60(2)如何選擇離子導體?除了以上物質(zhì)還缺少什么實驗用品(已有耳機)?(證據(jù)推理與模型認知)(3)實驗裝置如圖:(科學探究與創(chuàng)新意識)(2)如何選擇離子導體?除了以上物質(zhì)還缺少什么實驗用品(已有61①按如圖所示連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出,如果沒有,可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意:接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的),這時可以聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是在原電池中,由化學能轉(zhuǎn)化為什么能?①按如圖所示連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音62②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應該接電流計的什么極?電極反應是什么?另一極應該接電流計的什么極,發(fā)生氧化反應還是還原反應?②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應該接電流計的什么極?63【解析】(1)原電池的構(gòu)成條件是電極、導線、電解質(zhì)溶液。負極應用鐵釘或鐵條,正極可選銅棒、銅釘或石墨(如鉛筆芯)等;(2)離子導體可以選擇稀硫酸溶液,應盛放在燒杯中,電子導體應用導線。【解析】(1)原電池的構(gòu)成條件是電極、導線、電解質(zhì)溶液。負極64(3)原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電流計的負極應與電源負極相連,負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應。(3)原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電流計的負極應與電源65答案:(1)負極:鐵釘或鐵條正極:銅釘(其他的惰性電極如鉛筆芯、鉑等都正確)

(2)稀硫酸燒杯、導線(3)①電能②負極Fe-2e-====Fe2+正極還原反應答案:(1)負極:鐵釘或鐵條正極:銅釘(其他的惰性電極如鉛66

【規(guī)律方法】原電池的設計一般思路:設計原電池時,首先要根據(jù)所提供的氧化還原反應的特點進行設計。原電池的設計要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是(1)以自發(fā)進行的氧化還原反應為基礎?！疽?guī)律方法】原電池的設計一般思路:67(2)分析氧化還原反應,從中找出氧化劑和還原劑,并把氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應,從而確定電極反應。(3)以電極反應為基礎,根據(jù)原電池的工作原理確定電極材料和電解質(zhì)溶液。通常還原劑即為負極材料,氧化劑為電解質(zhì)溶液中的某種陽離子,正極材料必須比負極材料的活潑性弱或選石墨作電極。(2)分析氧化還原反應,從中找出氧化劑和還原劑,并把氧化還68【典例2】(2019·巢湖高一檢測)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時,外電路電流從②流向①;①③相連時,③為正極;②④相連時,②上有氣泡逸出;③④相連時,③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活潑性由大到小的順序是 (

)A.①③②④

B.①③④②C.③④②①

D.③①②④【典例2】(2019·巢湖高一檢測)①②③④四種金屬片兩兩相69【思維建?！坷迷姵嘏袛嘟饘傩詮娙醯囊话闼悸窞椤舅季S建?！坷迷姵嘏袛嘟饘傩詮娙醯囊话闼悸窞?0【解析】選B。由題意知:①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時,外電路電流從②流向①,則金屬活潑性①大于②;①③相連時,③為正極,則金屬活潑性①大于③;②④相連時,②上有氣泡逸出,則金屬活潑性④大于②;③④相連時,③的質(zhì)量減少,則金屬活潑性③大于④,故正確順序為①③④②。【解析】選B。由題意知:①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸71

【遷移·應用】1.(2019·濱州高一檢測)下面是四個化學反應,你認為理論上不可用于設計原電池的化學反應是 (

)A.2Al+2NaOH+6H2O====2Na[Al(OH)4]+3H2↑B.2H2+O22H2OC.Zn+CuSO4====Cu+ZnSO4D.Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑【遷移·應用】72【解析】選D。D項中的反應不屬于氧化還原反應,不能設計成原電池?；瘜W反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)【解析】選D。D項中的反應不屬于氧化還原反應,不能設計成原電732.(2019·杭州高一檢測)一個原電池總反應為Zn+Cu2+====Zn2++Cu,該電池材料及電解質(zhì)溶液可能是 (

)世紀金榜導學號選項正極負極電解質(zhì)溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DAgCuCuSO4化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)2.(2019·杭州高一檢測)一個原電池總反應為Zn+Cu274【解析】選C。原電池總反應為Zn+Cu2+====Zn2++Cu,可得出其負極反應:Zn-2e-====Zn2+(氧化反應),正極反應:Cu2++2e-====Cu(還原反應),因此負極材料只能是Zn。正極為Cu2+得電子還原成銅,電解質(zhì)應為可溶性銅鹽,正極材料為活潑性比Zn弱的Cu、Fe(或C、Pt)等?；瘜W反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)【解析】選C。原電池總反應為Zn+Cu2+====Zn2++75【課堂回眸】化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)【課堂回眸】化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀761．口語交際能力不僅顯示著一個人的語言水平，更體現(xiàn)著一個人的自信、智慧和風度。2．盡管美、印、巴三者關系何其曖昧，但是美國和印度走向軍事合作的態(tài)度相當明朗。3．喬冠華是個從不設防的人，他能夠在國際舞臺上叱咤風云，卻無法應對政治生活中的陰謀和陷阱，最后付出的寶貴的生命為代價。4．國慶假日是人們休閑的大好機會，那段時間里，我市解放路上到處都是游玩購物的人，直到深夜，大街上還是不絕如縷，熱鬧極了5．高中語文學習一定要多讀多思多積累，只有打好基礎，才能實現(xiàn)自己高遠的目標；如果毫無知識儲備，在激烈的競爭中，只能是鎩羽而歸6．我們學生都應該懂得：發(fā)展自己的智力，必須與培養(yǎng)自己的非智力因素結(jié)合起來，因為二者是休戚相關，緊密相連的7．從文中反映的信息來看，漢初四分天下是按功論封，這個功主要是征伐平定之功，而劉信在這方面功小，所以只封得列侯。但作者卻從“七門三堰”對后世吏治的啟迪和警示上提出了以是否惠澤人民為尺度的功勞觀，這是難能可貴的。8．本文以敘述為鋪墊，以議論為主體。其敘事以作者陸續(xù)了解七門堰歷史的過程為線索，9.語言簡潔，敘事清楚；其議論，則聯(lián)系漢初宗室王族作橫向和縱向的比較，借題發(fā)揮，以此闡述自己的思想觀點。10.“靜”是中國茶道修習的必由途徑。老子說：“至虛極，守靜篤，萬物并作，吾以觀其復。”莊子說：“水靜則明燭須眉，平中準，大匠取法焉?！崩献雍颓f子所啟示的“虛靜觀復法”是人們明心見性，洞察自然，反觀自我，體悟道德的無上妙法。道家的“虛靜觀復法”在中國的茶道中演化為“茶須靜品”的理論和實踐11.“怡”有和悅愉快之意。中國茶道雅俗共賞，不拘一格。一方面，突出體現(xiàn)了道家“自恣以適己”的隨意性，同時，不同地位、信仰和文化層次的人對茶道有不同的追求。王公貴族講茶道，意在炫耀權貴，附庸風雅；12.中華文明的演進過程，是多種文明因素的整合。整合的模式是以華夏文明為核心，核心向周圍擴散，周圍向核心趨同，核心與周圍互相補充、互相吸收、互相融合。漢族和漢族以外的少數(shù)民族，都為中華文明作出了重要的貢獻。化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)化學反應與能量轉(zhuǎn)化-化學鍵化學反應規(guī)律ppt優(yōu)秀課件(第2課時)1．口語交際能力不僅顯示著一個人的語言水平，更體現(xiàn)著一個人的77第2章化學鍵化學反應規(guī)律第2節(jié)化學反應與能量轉(zhuǎn)化第2課時化學反應能量轉(zhuǎn)化的重要應用——化學電池第2章化學鍵化學反應規(guī)律78一、原電池的構(gòu)造及原理1.原電池原理(1)原電池:一種利用_____________將______________________的裝置。氧化還原反應化學能直接轉(zhuǎn)化成電能一、原電池的構(gòu)造及原理氧化還原反應化學能直接轉(zhuǎn)化成電能79(2)原電池原理①氫氧燃料電池(2)原電池原理80②原電池原理(以氫氧燃料電池為例)實驗裝置

②原電池原理(以氫氧燃料電池為例)實驗裝置81原電池原理還原劑和氧化劑分別在兩個不同的區(qū)域發(fā)生_____反應和_____反應,并通過能導電的物質(zhì)形成_________產(chǎn)生_____兩極反應負極氫氣_______,發(fā)生_____反應正極氧氣_______,發(fā)生_____反應電子轉(zhuǎn)移電子由___極通過導線流向___極,形成電流氧化還原閉合回路電流失電子氧化得電子還原負正原電池還原劑和氧化劑分別在兩個不同的區(qū)域兩極負極氫氣____822.原電池的構(gòu)造2.原電池的構(gòu)造83【做一做】如圖為由鋅、石墨棒和硫酸銅溶液組成的原電池【做一做】84(1)負極反應物是___,___電子發(fā)生_____反應;(2)正極反應物是____,___電子發(fā)生_____反應;(3)工作時以上原電池中_____能轉(zhuǎn)化為___能。Zn氧化Cu2+還原化學電失得(1)負極反應物是___,___電子發(fā)生_____反應;Zn85二、原電池的設計1.基本思路二、原電池的設計862.具體流程2.具體流程873.實例(1)原電池設計3.實例88依據(jù)Zn+2H+====Zn2++H2↑實驗現(xiàn)象確定負極選擇負極反應物:_____鋅片__________;正極材料_________________。選擇負極材料:_____確定正極選擇正極反應物:_______選擇正極材料:___________構(gòu)成閉合回路選擇離子導體:_______________選擇電子導體:_____鋅片鋅片氫離子石墨或銅片稀硫酸或稀鹽酸導線逐漸溶解表面有氣泡生成依據(jù)Zn+2H+====Zn2++H2↑實驗現(xiàn)象確定選擇負極89(2)裝置①裝置(2)裝置90②電極反應負極反應:______________,_____反應;正極反應:2H++2e-====H2↑,還原反應。Zn-2e-====Zn2+氧化②電極反應Zn-2e-====Zn2+氧化91【巧判斷】(1)原電池中電子由負極通過導線到正極,然后由正極經(jīng)溶液再到負極,形成閉合回路。 (

)提示:×。導電時溶液中沒有電子的移動,只有陰陽離子的定向移動?！厩膳袛唷?2(2)原電池中兩電極如果都是金屬,一般活潑的金屬作負極。 (

)提示:√?；顫姷慕饘偃菀资щ娮?原電池中失電子的一極為負極。(2)原電池中兩電極如果都是金屬,一般活潑的金屬作負極。 93(3)銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中,如果把稀硫酸換成乙醇溶液,也能形成原電池。 (

)提示:×。原電池中的溶液需要為電解質(zhì)溶液,乙醇是非電解質(zhì)。(3)銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中,如果把稀硫酸換成乙醇溶液94三、原電池的分類三、原電池的分類95【微思考】燃料電池中燃料是負極反應物還是正極反應物?提示:負極。在燃料電池中燃料燃燒失電子作負極反應物。氧氣得電子作正極反應物。【微思考】96【情境·思考】現(xiàn)在的電動車上絕大多數(shù)裝的是鉛酸蓄電池,因為鉛酸蓄電池成本低,性價比高。1860年,法國的普朗泰發(fā)明出用鉛作電極的電池。這種電池的獨特之處是,當電池使用一段時間后電壓下降時,可以給它通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,可以反復使用,所以稱它為“鉛酸蓄電池”。【情境·思考】97化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)98蓄電池是一種可充電的電池,廣泛應用于電動車、汽車等行業(yè)。蓄電池放電時和充電時能量轉(zhuǎn)化是否一樣?提示:不一樣。放電時是化學能轉(zhuǎn)化為電能,充電時是電能轉(zhuǎn)化為化學能。蓄電池是一種可充電的電池,廣泛應用于電動車、汽車等行業(yè)。蓄電99知識點一原電池的原理及電極判斷【重點釋疑】1.原理(以銅鋅原電池為例)知識點一原電池的原理及電極判斷1002.正負極的判斷2.正負極的判斷101

【易錯提醒】判斷正負極時應注意的幾個問題(1)活潑性強的不一定是負極,如鎂和鋁放入氫氧化鈉溶液中形成原電池,鋁是負極;銅和鋁放入濃硝酸中形成原電池,由于鋁的鈍化,銅是負極。(2)燃料電池中電極不參與反應,通入燃料的一極為負極,通入助燃劑(一般為氧氣)的一極為正極?！疽族e提醒】判斷正負極時應注意的幾個問題102(3)如果給了電池反應,正負極還可以根據(jù)化合價的改變來判斷,化合價升高的物質(zhì)失電子,為負極;化合價降低的物質(zhì)得電子,為正極。(3)如果給了電池反應,正負極還可以根據(jù)化合價的改變來判斷,103

【思考·討論】

(1)原電池原理中的“閉合回路”,其含義是什么?【思考·討論】104提示:原電池在工作時,帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運動的,應當從兩方面掌握:一是溶液中的陰離子向負極方向運動,而陽離子向正極方向運動;二是導線上電子從負極流向正極(電流從正極流向負極)。整個回路上帶同種電荷的粒子沿一個方向不停地運動。提示:原電池在工作時,帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運105化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)106(2)電池的負極只能是金屬材料嗎?提示:不是。燃料電池的負極就不是金屬如氫氧燃料電池負極材料為石墨。(2)電池的負極只能是金屬材料嗎?107【案例示范】

【典例】(2019·臨沂高一檢測)如圖所示是Zn和Cu形成的原電池,某實驗興趣小組做完實驗后,在讀書卡上的記錄如下,則卡片上的描述合理的是 (

)【案例示范】108化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)109A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤110【思維建?！拷獯鹪姵卦硇驮囶}的思維流程如下:【思維建?！拷獯鹪姵卦硇驮囶}的思維流程如下:111【解析】選B。銅鋅形成原電池的時候,鋅是負極,銅為正極;由于鋅失去電子變成鋅離子進入溶液中,電子通過外電路流向正極,溶液中的氫離子在正極上得到電子,變成氫氣,發(fā)生還原反應;陽離子向正極移動,陰離子硫酸根離子向負極移動;若有0.5mol電子流經(jīng)導線,由于正極的電極反應式為2H++2e-====H2↑,所以會產(chǎn)生【解析】選B。銅鋅形成原電池的時候,鋅是負極,銅為1120.25mol的氫氣;電子的流向是由負極流向正極,所以應該是由Zn→Cu;正極反應式是2H++2e-====H2↑,發(fā)生還原反應。0.25mol的氫氣;電子的流向是由負極流向正極,所以應該113

【母題追問】(1)若將上題圖示中的電解質(zhì)溶液變成硫酸銅溶液,能否形成原電池?若能,請寫出電極反應式;若不能,請說明理由?！灸割}追問】(1)若將上題圖示中的電解質(zhì)溶液變成硫酸銅溶液114提示:可以形成,只不過是溶液里的氫離子參加反應變成銅離子參加反應。其電極反應如下:負極(Zn):Zn-2e-====Zn2+;正極(Cu):Cu2++2e-====Cu。提示:可以形成,只不過是溶液里的氫離子參加反應變成銅離子參加115(2)若此原電池有0.5mol電子流經(jīng)導線,此時鋅電極的質(zhì)量將如何變化?提示:由原電池原理可知,鋅電極的質(zhì)量將減少,由Zn-2e-====Zn2+可知,有0.5mol電子流經(jīng)導線時減少的質(zhì)量為16.25g。(2)若此原電池有0.5mol電子流經(jīng)導線,此時鋅電極的質(zhì)116

【遷移·應用】1.(2019·聊城高一檢測)一種新型的電池,總反應:3Zn+2+8H2O====2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 (

)【遷移·應用】117A.Zn極是負極,發(fā)生氧化反應B.隨著反應的進行,溶液的pH增大C.電子由Zn極流出到石墨電極,再經(jīng)過溶液回到Zn極,形成回路D.石墨電極上發(fā)生的反應為+3e-+4H2O====Fe(OH)3↓+5OH-A.Zn極是負極,發(fā)生氧化反應118【解析】選C。根據(jù)電池總反應,Zn的化合價升高,根據(jù)原電池的工作原理,即鋅作負極,發(fā)生氧化反應,故A說法正確;根據(jù)電池總反應方程式,生成OH-,溶液的pH增大,故B說法正確;根據(jù)原電池的工作原理,電子從Zn電極流出經(jīng)外電路流向石墨,電解質(zhì)溶液應是陰陽離子定向移動,沒有電子通過,故C說法錯誤;負極電極反應式【解析】選C。根據(jù)電池總反應,Zn的化合價升高,根據(jù)119為Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2↓,正極反應式為+4H2O+3e-====Fe(OH)3↓+5OH-,故D說法正確。為Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2↓,正極反應式1202.番茄是人們愛吃的水果,也是餐桌上的美食,你能想到利用番茄來制作番茄電池嗎?如圖為某興趣小組制作的番茄電池,但電路接通后,檢流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是 (

)2.番茄是人們愛吃的水果,也是餐桌上的美食,你能想到利用番茄121A.電子由銅通過導線流向鋅B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置C.鋅電極發(fā)生氧化反應D.電流由鋅通過導線流向銅A.電子由銅通過導線流向鋅122【解析】選C。A項,銅作正極,鋅作負極,因此電子由鋅通過導線流向銅,故錯誤;B項,該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能,故錯誤;C項,鋅作負極失去電子,發(fā)生氧化反應,故正確;D項,電子與電流的方向相反,因此電流由銅極通過導線流向鋅極,故錯誤?！窘馕觥窟xC。A項,銅作正極,鋅作負極,因此電子由鋅通過導線123【補償訓練】(2019·廊坊高一檢測)下列說法中正確的是 (

)A.原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置B.原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應C.原電池中電流從負極流出,從正極流入D.原電池中的陽離子向正極移動【補償訓練】124【解析】選D。原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;原電池中電子流出的一極是負極,發(fā)生氧化反應;電流從正極流出,從負極流入;原電池中的陽離子向正極移動,發(fā)生還原反應?！窘馕觥窟xD。原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;原電池中電子125【素養(yǎng)提升】

1.如圖是鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖,電池反應的總方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4↓+2H2O,則原電池放電時負極反應物和正極反應物分別是什么?【素養(yǎng)提升】126提示:根據(jù)化合價變化判斷,Pb的化合價升高,發(fā)生氧化反應,作負極材料和反應物;PbO2中鉛元素化合價降低,作正極材料和反應物。提示:根據(jù)化合價變化判斷,Pb的化合價升高,發(fā)生氧化反應,作1272.如圖是酸性和堿性鋅錳干電池示意圖。2.如圖是酸性和堿性鋅錳干電池示意圖。128酸性和堿性電池的負極材料、負極反應是否一樣?提示:負極材料都是鋅,發(fā)生的反應不一樣。酸性條件下為Zn-2e-====Zn2+,堿性條件下為Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2。酸性和堿性電池的負極材料、負極反應是否一樣?1293.以下是酸性、堿性氫氧燃料電池的示意圖。3.以下是酸性、堿性氫氧燃料電池的示意圖。130電池工作時,負極反應物氫氣和正極反應物氧氣在兩種電池中分別生成什么物質(zhì)?電池工作時,負極反應物氫氣和正極反應物氧氣在兩種電池中分別生131提示:氫氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)闅潆x子,在堿性氫氧燃料電池中變?yōu)樗?氧氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)樗?在堿性氫氧燃料電池中變?yōu)闅溲醺x子。提示:氫氣在酸性氫氧燃料電池中變?yōu)闅潆x子,在堿性氫氧燃料電池132知識點二原電池原理的應用【重點釋疑】知識點二原電池原理的應用133化學反應與能量轉(zhuǎn)化化學鍵化學反應規(guī)律優(yōu)秀課件(第2課時)134

【思考·討論】

(1)所有化學反應,都能設計成原電池嗎?提示:不是。原電池的工作原理是使氧化還原反應中轉(zhuǎn)移的電子作定向移動,故只有自發(fā)的氧化還原反應才能設計成原電池?！舅伎肌び懻摗?35(2)原電池中一定是較活潑金屬作負極,較不活潑金屬作正極嗎?提示:不一定,如鎂條、鋁條連接,插入氫氧化鈉溶液中,形成的原電池鋁作負極,鎂作正極。(2)原電池中一定是較活潑金屬作負極,較不活潑金屬作正極嗎?136【案例示范】

【典例1】利用生活或?qū)嶒炇抑谐Ｓ梦锲?根據(jù)氧化還原反應知識和電學知識,自己動手設計一個原電池。實驗原理:Fe+2H+====Fe2++H2↑。(1)如何選擇電池的正負極材料?(宏觀辨識與微觀探析)【案例示范】137(2)如何選擇離子導體?除了以上物質(zhì)還缺少什么實驗用品(已有耳機)?(證據(jù)推理與模型認知)(3)實驗裝置如圖:(科學探究與創(chuàng)新意識)(2)如何選擇離子導體?除了以上物質(zhì)還缺少什么實驗用品(已有138①按如圖所示連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出,如果沒有,可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意:接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的),這時可以聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是在原電池中,由化學能轉(zhuǎn)化為什么能?①按如圖所示連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音139②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應該接電流計的什么極?電極反應是什么?另一極應該接電流計的什么極,發(fā)生氧化反應還是還原反應?②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應該接電流計的什么極?140【解析】(1)原電池的構(gòu)成條件是電極、導線、電解質(zhì)溶液。負極應用鐵釘或鐵條,正極可選銅棒、銅釘或石墨(如鉛筆芯)等;(2)離子導體可以選擇稀硫酸溶液,應盛放在燒杯中,電子導體應用導線?！窘馕觥?1)原電池的構(gòu)成條件是電極、導線、電解質(zhì)溶液。負極141(3)原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電流計的負極應與電源負極相連,負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應。(3)原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電流計的負極應與電源142答案:(1)負極:鐵釘或鐵條正極:銅釘(其他的惰性電極如鉛筆芯、鉑等都正確)

(2)稀硫酸燒杯、導線(3)①電能②負極Fe-2e-====Fe2+正極還原反應答案:(1)負極:鐵釘或鐵條正極:銅釘(其他的惰性電極如鉛143

【規(guī)律方法】原電池的設計一般思路:設計原電池時,首先要根據(jù)所提供的氧化還原反應的特點進行設計。原電池的設計要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是(1)以自發(fā)進行的氧化還原反應為基礎?！疽?guī)律方法】原電池的設計一般思路:144(2)分析氧化還原反應,從中找出氧化劑和還原劑,并把氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應,從而確定電極反應。(3)以電極反應為基礎,根據(jù)原電池的工作原理確定電極材料和電解質(zhì)溶液。通常還原劑即為負極材料,氧化劑為電解質(zhì)溶液中的某種陽離子,正極材料必須比負極材料的活潑性弱或選石墨作電極。(2)分析氧化還原反應,從中找出氧化劑和還原劑,并把氧化還145【典例2】(2019·巢湖高一檢測)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時,外電路電流從②流向①;①③相連時,③為正極;②④相連時,②上有氣泡逸出;③④相連時,③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活潑性由大到小的順序是 (

)A.①③②④

B.①③④②C.③④②①

D.③①②④【典例2】(2019·巢湖高一檢測)①②③④四種金屬片兩兩相146【思維建?！坷迷姵嘏袛嘟饘傩詮娙醯囊话闼悸窞椤舅季S建?！坷迷姵嘏袛嘟饘傩詮娙醯囊话闼悸窞?47【解析】選B。由題意知:①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時,外電路電流從②流向①,則金屬活潑性①大于②;①③相連時,③為正極,則金屬活潑性①大于③;②④相連時,②上有氣泡逸出,則金屬活潑性④大于②;③④相連時,③的質(zhì)量減少,則金屬活潑性③大于④,故正確順序為①③④②。【解析】選B。由題意知:①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸148

【遷移·應用】1.(2019·濱州高一檢測)下面是四個化學反應,你認為理論上不可用于設計原電池的化學反應是 (

)A.2Al+2NaOH+6H2O====2Na[Al(OH)4]+3H2↑B