專題二第單元化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能

第三單元

化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第一節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能第二節(jié)化學(xué)電源病例分析病例分析病例分析⑴將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑵將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑶將一Zn片,Cu片平行插入稀H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？活動與探究鋅片上有無色氣體產(chǎn)生銅片無明顯現(xiàn)象Zn+2H+==Zn2++H2↑銅片與稀硫酸不反應(yīng)Zn+2H+==Zn2++H2↑(4)若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接,

導(dǎo)線間接一電流計，再浸在稀H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？1799年，伏打(意)發(fā)明“伏打電池”鋅片逐漸溶解。銅片上有無色氣體產(chǎn)生，鋅片無明顯現(xiàn)象,現(xiàn)象:電流計指針發(fā)上偏轉(zhuǎn)，銅鋅原電池原理8Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路電流方向Zn2+H+SO42-解釋及結(jié)論:被還原成H原子，結(jié)成分子從Cu片上放出化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能Zn比Cu活潑,容易失去電子Zn-2e-=Zn2+Zn2+進入溶液,電子由Zn片通過導(dǎo)線流向Cu片溶液中H+從Cu片獲得電子2H++2e-=H2一、原電池：1.原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.工作原理：在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)鋅片(負(fù)極)：Zn–2e-==Zn2+氧化反應(yīng)銅片(正極)：2H++2e-==H2↑還原反應(yīng)較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極）

總離子反應(yīng)式：Zn+2H+==Zn2++H2↑電極反應(yīng)式3、電極名稱及電極反應(yīng)：負(fù)極：較活潑的金屬做負(fù)極正極：較不活潑的金屬（或非金屬）做正極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)一般正極本身無損耗即電子流出的電極本身被腐蝕溶解即電子流入的電極溶液中的陽離子或氧化性物質(zhì)在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)實驗探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）實驗探究形成原電池的條件4.構(gòu)成原電池的條件（1）原電池組成材料：①電極：活潑性不同的兩種金屬或金屬與非金屬（石墨）；②電解質(zhì)溶液（內(nèi)電路：溝通兩電極）③導(dǎo)線（外電路：連接兩電極）（2）形成條件：①一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)②形成閉合回路練習(xí)：下列裝置哪些可以形成原電池()AAAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFe陶瓷FeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4ABCDZnCuA稀H2SO4CuSO4溶液酒精稀H2SO4

EFGHABC小結(jié)①活潑金屬為負(fù)極，它失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，本身逐漸腐蝕和溶解。M–ne-=Mn+②較不活潑的金屬或非金屬（石墨）做正極，它把電子傳遞給溶液中的陽離子，在電極上發(fā)生還原反應(yīng)，本身無損耗。③原電池中的電解質(zhì)不一定參加反應(yīng)。如：Zn-Cu-NaCl，有電流產(chǎn)生，但NaCl并未參加反應(yīng)。④兩電極材料活潑性差別越大，產(chǎn)生的電流越強。電子只在導(dǎo)線和電極材料中定向移動，在溶液中是一部分離子的定向移動而導(dǎo)電，電子流動方向和電流方向互為反方向。⑥課本中所講得原電池是為了便于說明原理的一種最簡單的裝置，它作為一個電源，不但效率低，而且電流會不斷減弱，不適于實際生產(chǎn)。5.原電池電極反應(yīng)式的書寫方法原電池反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。①寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式；②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失的情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)；

H2SO4(aq)

CuSO4(aq)

ZnCu負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.練習(xí):請在圖上標(biāo)出電子的流動方向和電流方向,并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.

AgFeZnZn－2e-=Zn2+

CuCu2++2e-=Cu

Zn+Cu2+

=Zn2++

CuFeFe－2e-=Fe2+

Ag2H++2e-=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑Ie-e-I思考1：為什么鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量的CuSO4溶液后，反應(yīng)速率明顯加快？思考2：右圖電流計指針向右偏，金屬甲和乙哪個活潑？甲乙某電解質(zhì)6、原電池原理的應(yīng)用

6.原電池原理的應(yīng)用（1）加快氧化還原反應(yīng)速率如實驗室用Zn和稀H2SO4(或稀鹽酸)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。（2）比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬為負(fù)極，活動性弱的金屬為正極。例如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動性A>B。（3）設(shè)計原電池從理論上說，所有的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池。設(shè)計原電池時，根據(jù)已知要求，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識確定原電池的正、負(fù)極及材料，再結(jié)合原電池總反應(yīng)確定電解質(zhì)溶液及電極反應(yīng)式。

(1)設(shè)計原電池

如：利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

的氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池負(fù)極：正極：Cu—2e-=Cu2+2Fe3++2e-=2Fe2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)練習(xí)：把a、b、c、d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a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為：

A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB注意：利用原電池判斷金屬的活潑性時還要注意電解質(zhì)溶液的性質(zhì)

二.金屬的腐蝕——原電池原理的應(yīng)用化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)相互關(guān)系金屬與非電解質(zhì)等直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程化學(xué)腐蝕和電化腐蝕往往一起發(fā)生，但電化腐蝕更普遍，危害大，是金屬腐蝕的主要原因。鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖H2O電化學(xué)腐蝕：包括析氫腐蝕和吸氧腐蝕

析氫腐蝕

吸氧腐蝕電壓0.204V1.433V條件

正極

負(fù)極