第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池(第一課時(shí))

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池第一課時(shí)1.本節(jié)要點(diǎn)構(gòu)成原電池的條件？3.原電池的工作原理？什么是原電池？4.原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？2.5、常見化學(xué)電源6、金屬的腐蝕與防護(hù)1.構(gòu)成原電池的條件？3.原電池的工作原理？什么是原電池？4.原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？2.根據(jù)必修知識(shí)思考并回答下列問題(2)若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接或?qū)⑸隙酥苯舆B接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？(1)將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？一、原電池的工作原理演示探究(3)導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？(4)用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確定Zn片,Cu片的正負(fù)極是怎樣的？課堂練習(xí)１、畫出銅鋅原電池的簡(jiǎn)易裝置示意圖。２、寫出銅鋅原電池的電極反應(yīng)式３、寫出電池總反應(yīng)式。負(fù)極正極Zn-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Zn2+H+SO42-電流方向1

什么是原電池？一、原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置就叫原電池。*2、形成原電池的條件*

：必須有一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。１、有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體）做電極。２、電解質(zhì)溶液３、構(gòu)成閉合回路。負(fù)極-----發(fā)生氧化反應(yīng)(失電子)正極------發(fā)生還原反應(yīng)(得電子)3、簡(jiǎn)單原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？

負(fù)極（–）：電子是不活潑金屬或非金屬，正極（+）：是活潑金屬，本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。進(jìn)電子，本身不反應(yīng)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。是溶液中的陽(yáng)離子要用到金屬活動(dòng)性順序表：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…活潑性，還原性依次減弱。簡(jiǎn)單原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷

負(fù)極正極反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)聚集離子陰離子陽(yáng)離子電子流向流出流入電流流向流入流出反應(yīng)物化合價(jià)升高降低電極活性活潑較不活潑鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動(dòng)，K+向銅鹽方向移動(dòng)，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。帶有鹽橋的原電池的工作原理示意圖此電池的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。氧化反應(yīng)Zn=Zn2++2e

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)Cu2++2e-=Cu陰離子陽(yáng)離子總反應(yīng)：負(fù)極正極Cu2++2e-=CuZn

=Zn2++2e-Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)離子1.構(gòu)成原電池的條件3.原電池的工作原理什么是原電池4.原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷2.本節(jié)課解決了下列問題：比較原電池、電解池的異同點(diǎn)。原電池電解池定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。自發(fā)的氧化還原反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)形成條件①活動(dòng)性不同兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①兩電極接直流電源②電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬等)陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)

鞏固練習(xí)：1、

X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?)A、X>Y>ZB、X>Z>YC、Y>X>ZD、Y>Z>XC2.圖中所示裝置屬于原電池的是().CDEE練習(xí)3、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(∨)正極：2H++2e-＝H2↑負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+總反應(yīng)：Zn+2H+＝Zn2++H2↑

⑤④(×)(∨)負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+正極：Cu2++2e-＝Cu總反應(yīng)：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu4、一定條件下列各反應(yīng)均能發(fā)生。判斷它們能否設(shè)計(jì)成原電池①Cu+H2SO4

②FeCl3+Cu③Cu+AgNO3

④C+H2O⑤HCl+NaOH⑥

H2+O24、原電池的設(shè)計(jì)（1）請(qǐng)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(gè)原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負(fù)極

。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:.正極:.5、按：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag的反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置(使用鹽橋）,畫出裝置圖。

CuSO4AgNO3ACuAg4、按：2Fe3++Fe=3Fe2+的反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，并畫出簡(jiǎn)易裝置圖。

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池第二課時(shí)

化學(xué)電源形形色色的電池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa極b極負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-→Zn2+正極（石墨）：2NH4++2e-→2NH3+H2總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2干電池——

Zn-Mn普通干電池（1）一次電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負(fù)極材料為Zn，還原產(chǎn)物為Mn(OH)2,電解質(zhì)是KOH溶液，總：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。負(fù)極：Zn+2OH－－2e-→ZnO+H2O正極：MnO2+2H2O+2e-

→Mn（OH）2+2OH－

總反應(yīng)：Zn+MnO2+H2O=ZnO+

Mn(OH)2堿性Zn-Mn干電池PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O寫出其正負(fù)極電極反應(yīng)鉛蓄電池（1）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：正極：PbO2

負(fù)極：PbH2SO4溶液負(fù)極（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-

→PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-→PbSO4+2H2O總反應(yīng)：（2）二次電池負(fù)極：Pb+SO42-→PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H++2e-

→PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O陰極：PbSO4+2e-

→Pb+SO42-陽(yáng)極：PbSO4+2H2O→PbO2+SO42-+4H++2e-

電解池總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池放電充電2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程

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”優(yōu)點(diǎn)：效率高、無(wú)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)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池

（3）新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)教材25-26頁(yè)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-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。A氫氣2e-2e-稀H2SO4氧氣NaOH溶液▽3、氫氧燃料電池負(fù)極：2H2+4OH--4e-→4H2O

正極：O2+2H2O+4e-→4OH-

總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？

書寫步驟：（1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡(jiǎn)單);（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)一般為

①酸性電解質(zhì)

②堿性或中性電解質(zhì)O2+4H++4e－→2H2OO2+2H2O+4e－→4OH-燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-據(jù)報(bào)道最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。據(jù)此回答:(1)甲醇是___極，電極反應(yīng)是______________________(2)電池反應(yīng)的離子方程式___________________________負(fù)CH3OH－6e＋8OH－=CO32－+6H2O2CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32－+6H2O已知：蓄電池在放電時(shí)起原電池作用，充電時(shí)起電解池的作用。鉛蓄電池發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Pb

+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電時(shí)負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：用此蓄電池電解CuSO4溶液時(shí)，通電半小時(shí)后生成3.2克Cu，蓄電池內(nèi)消耗硫酸的物質(zhì)的量為_______放電充電Pb+SO42-

–2e-=PbSO4還原劑做原電池的負(fù)極氧化劑做原電池的正極0.1molPbSO4+2H2O–2e-=PbO2+4H++SO42-課堂練習(xí)1、下列裝置不能形成原電池的是：（）

ＡＢＣＤ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四種金屬，將Ａ和Ｂ用導(dǎo)線連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，Ｂ不易腐蝕。將Ａ、Ｄ分別放入等濃度鹽酸中，Ｄ比Ａ反應(yīng)劇烈。將Ｃｕ浸入Ｂ的鹽溶液中無(wú)明顯變化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的鹽溶液中，有金屬Ｃ析出。其活動(dòng)順序?yàn)椋海ǎ痢ⅲ模茫粒拢?、ＤＡＢＣＣ、ＤＢＡＣＤ、ＢＡＤＣZnFeZnCuAlCuCuAgFeCl3汽油CuCl2AgNO3BB3、下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是()A鋁片為正極B正極上有H2產(chǎn)生CAl是電池的負(fù)極，開始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出D當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04mole-時(shí)，產(chǎn)生0.01molO2

Cu○B(yǎng)第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池第三課時(shí)-ne-被氧化1、金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)三、金屬的腐蝕金屬原子金屬陽(yáng)離子電流例如條件種類相互關(guān)系本質(zhì)有微弱的電流無(wú)鋼鐵腐蝕2Fe＋3Cl2＝2FeCl3

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)電化腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕、電化腐蝕常同時(shí)發(fā)生較活潑金屬被氧化金屬被氧化金屬與非電解質(zhì)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2、金屬腐蝕的種類鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖負(fù)極（Fe）：Fe—2e—

→Fe2+正極（C）：2H++2e—

→H2

鋼鐵在潮濕的空氣中為什么易生銹?問題討論或2H2O+O2+4e—

→4OH—3班3、電化學(xué)腐蝕水膜酸性較強(qiáng)(1)析氫腐蝕H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCO3-正極(C)2H＋＋2e-＝H2↑Fe－2e-＝Fe2＋負(fù)極(Fe)正極(C)：O2負(fù)極(Fe)：Fe-2e-=Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+*鐵銹的生成2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3-x)H2O生成的Fe2O3·xH2O就是鐵銹。4、金屬的防護(hù)（1）腐蝕因素：金屬本性、介質(zhì)（2）方法a、涂層：b、電鍍、噴鍍：c、表面鈍化：d、合金：e、電化學(xué)不銹鋼——鐵鉻合金白鐵皮（Zn）、馬口鐵（Sn）槍炮表面致密的Fe3O4保護(hù)膜表面涂礦物性油脂、油漆、覆蓋搪瓷e、電化學(xué)在輪船船殼水線以下部分鑲上Zn塊，來(lái)防止船殼的腐蝕，為什么？正極：被保護(hù)金屬負(fù)極：外加一種更活潑的金屬

1、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。2、外接電源的陰極電保護(hù)法

將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽(yáng)極（不溶性）金屬腐蝕的快慢的判斷原則：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕防腐措施由好到差的順序?yàn)椋和饨与娫吹年帢O保護(hù)法>犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法>一般防護(hù)的防腐>無(wú)防護(hù)條件的防腐例