化學(xué)能與電能第二課時(shí)

化學(xué)能與電能第二課時(shí)第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置原電池一、原電池1.定義2.反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（Zn）：Zn－2e-=Zn2+（Cu）：2H++2e-=H2

↑（銅片在這里起傳導(dǎo)電子的作用）電極反應(yīng)式：電極總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑

2e-Zn－Cu－H2SO4原電池的工作原理：負(fù)極正極3.原電池工作原理負(fù)極反應(yīng)失電子總數(shù)

正極反應(yīng)得電子總數(shù)

外電路中通過的電子總數(shù)。

等于等于第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五：電子由負(fù)極流向正極，

電子與電流流向：學(xué)與問：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，

外電路內(nèi)電路4.原電池中電極的名稱：電子流出的一極—發(fā)生氧化反應(yīng)：電子流入的一極—發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極正極電流由正極流向負(fù)極。第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實(shí)驗(yàn)第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)探究:構(gòu)成原電池的條件一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2H++Zn=H2↑+Zn2+

形成條件四：第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五5.構(gòu)成原電池的條件(1)有兩種活動(dòng)性不同的金屬或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物作電極。

（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。

（3）兩極相連形成閉合電路。

（4）能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。兩極一液成回路第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五下列各裝置能否形成原電池反應(yīng)？ZnCuH2SO4ZnCu

酒精CuAgAgNO3CuZnH2SO4CuCuH2SO4CuZnCuSO4

ZnSO4CuZn

CuSO4ZnSO4√XX√X√√練習(xí)：(1)(3)(4)(5)(6)(7)(2)稀硫酸ZnFe(8)√第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五①根據(jù)電極材料判斷負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體6.原電池電極名稱的確定方法第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五①根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定：活潑的金屬為負(fù)極。②根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極練習(xí)：銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的反應(yīng)可表示為：Ag2O+Zn+H2O＝

2Ag+2Zn(OH)2請(qǐng)判斷此電池中，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD③根據(jù)電子或電流流動(dòng)方向（外電路）：電子從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流從正極流出沿導(dǎo)線流入負(fù)極ee第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五④根據(jù)離子的定向移動(dòng)（內(nèi)電路）陽離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)⑤根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2↑（負(fù)極）（在正極）⑥根據(jù)現(xiàn)象判斷電極不斷溶解：負(fù)極有氣泡冒出、有固體析出：正極P37高效4第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五7.如何書寫電極反應(yīng)方程式負(fù)極：

Zn-2e-=Zn2+正極：

Cu2++2e-=Cu總反應(yīng):

Zn+Cu2+=Zn2++CuCuAgAgNO3溶液負(fù)極：Cu-2e-＝Cu2+正極：2Ag++2e-=2AgCuSO4溶液

第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五NaCl溶液負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-NaOH溶液請(qǐng)判斷左邊原電池的正、負(fù)極？并寫出電極反應(yīng)式負(fù)極：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正極：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑總反應(yīng)式：2Al+2OH-+2H2O

=2AlO2-+3H2↑第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五濃硝酸請(qǐng)判斷左邊原電池的正、負(fù)極？并寫出電極反應(yīng)式負(fù)極（Cu）：Cu

-2e-=Cu2+正極(Al)：4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2OCu總反應(yīng)式：4H++2NO3-+Cu=Cu2++2NO2↑+2H2O第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

練習(xí)：利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。AFeCl3溶液負(fù)極：Cu-2e-＝Cu2+正極：2Fe3++2e-＝2Fe2+第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五8.原電池原理的應(yīng)用①加快反應(yīng)速率：（形成原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快）

例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。防止鋼鐵腐蝕：在鋼鐵的表面焊接比Fe更活潑的金屬（如Zn），組成原電池后，使Fe成為原電池的正極而得到保護(hù)。②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Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五[例]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＞ＸC因?yàn)閄置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負(fù)極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ③判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱一般說來:a.活潑金屬作負(fù)極,較不活潑的金屬作正極

b.金屬溶解的一極比冒出氣體或金屬附著的一極的金屬活潑性要強(qiáng)第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

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:.1、電解液：硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液2、電極材料：負(fù)極：鐵，正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬

Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu

④制作化學(xué)電源第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五[練習(xí)1]如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(D)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五[練習(xí)2]把A,B兩種不同的未知活潑性的金屬用導(dǎo)線連接后同時(shí)插入稀硫酸中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)A金屬上有氣體產(chǎn)生,則下列說法正確的是()A.A為正極,A較活潑

B.B為負(fù)極,B較活潑

C.A上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

D.A的質(zhì)量減小B第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五[練習(xí)3]由碳棒、鐵片和200mL稀H2SO4組成的原電池中，當(dāng)在碳棒上共放出3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，求消耗鐵多少克？有多少個(gè)電子通過了電線？解:負(fù)極反應(yīng):Fe–2e—=Fe2+

正極反應(yīng)：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑56g22.4Lm(Fe)3.36Lm(Fe)=8.4g電子數(shù)=8.4g÷56g/mol×2mol×6.02×1023/mol=1.806×1023第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五小結(jié)間接：直接：化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)動(dòng)機(jī)電能裝置原電池1.構(gòu)成原電池的條件是什么？3.原電池的工作原理是什么？什么是原電池？4.2.將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？化學(xué)能與電能第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、發(fā)展中的化學(xué)電源負(fù)極：Zn-2e-＝Zn2+正極：2MnO2+2NH4++2e-＝Mn2O3+2NH3＋H2O負(fù)極：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-＝MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO2+2H2O＝2MnO(OH)+Zn(OH)21、干電池酸性鋅錳電池堿性鋅錳電池第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五2、充電電池（又稱二次電池）（1）鉛蓄電池負(fù)極：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五鎳—鎘電池的負(fù)極為金屬鎘(Cd)，正極為NiO(OH)，電解液為KOH溶液。負(fù)極：Cd＋2OH-－2e-＝Cd(OH)2正極：2NiO(OH)＋2H2O＋2e-＝2Ni(OH)2＋2OH-放電

充電總反應(yīng)式：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2(2)鎳—鎘可充電電池第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五鋰離子充電電池第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五鋰亞硫電池：它使用金屬(Li)和石墨作電極，金屬鋰(Li)作負(fù)極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(SOCl2)

組成的電解質(zhì)溶液中，亞硫酰氯(SOCl2)

也作正極反應(yīng)物。正極：3SOCl2＋8e-＝6Cl-＋SO32-＋2S負(fù)極：8Li－8e-＝8Li+

總反應(yīng)式：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S鋰離子充電電池第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五總反應(yīng)：2H2+O2＝2H2O負(fù)極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4H++4e-=2H2O酸性氫氧燃料電池第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五總反應(yīng)：2H2+O2