化学能转化为电能1剖析

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1、第三单元 化学能与电能的转 化 课时1 原电池 生活中的电池 普通干电池手机电池钮扣电池 笔记本电脑 专用电池 摄像机 专用电池 “神六”用 太阳能电池 我国自主研发的燃料电池车 化学能 电能 原电池 学习目标： 1.掌握原电池的工作原理 会书书写电电极反应应式 2.掌握原电池的构成条件 会判断原电池及正负极 实验现象结论或解释 实验1 实验2 实验3 实验4 锌片上有气泡 锌与稀硫酸反 应生成氢气 铜与硫酸不反应 铜片上无气泡 铜片上有气泡 ? ? 电流计指针 偏转铜片上 有气泡 导线中有 电流通过 同上 同上 问题探究 （1）铜片上的气体是什么？ （2）这种气体是怎么产生的吗？ ( 3 )

2、若你认为该气体是氢气， 氢离子转变为氢气时所需要的电子从何 而来？ 原电池实质：氧化还原反应。 这一现象早在1799年就被意大利物理学家伏打 捕捉并加以研究，发明世界上第一个电池-伏打 电池，即ZnCu原电池(电解液用的是盐水)。后 人沿着伏打的足迹继续前进，去发明各种电池， 有人失败了，有人成功了，经过多少代人的努力 ，才有了今天我们使用的各种各样的电池。 Zn 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 负极： 正极： 总反应： 电极反应式： 11 负极 正极 Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2 还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化

3、反应 氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应 还原剂失去的 电子从锌极流 出 流入铜极.经外电路 Zn2+ H+ SO42- 电流方向 一 、 原电池工作原理： 较活泼的一极： 较不活泼的一极： 负极（ ） 正极（ ） 一般情况下： 负极： 正极： 电子流 的一极， 电子，发生 反应 电子流 的一极， 电子，发生 反应 失氧化出 得还原 入 Zn Cu 电子流向：电子由电池的极沿导线流向极 负正 电解质溶液中离子移动方向： 阳离子定向移动到 极，阴离子定向移动到 极 正负 CuZn 稀硫酸 稀硫酸 Zn Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2

4、 观察与比较 总： 原电池与普通的氧化还原反应 最大不同是： 氧化反应（负极）、还原反应（正极） 分开进行。（两个半反应） 其次，速率大 CuZn 稀硫酸 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 观察与比较 总： CZn 稀硫酸 总： 负 负正 正 本质： 负极和电解质溶液发生氧化还原反应 ，正极被保护 实验探究 一 形成条件一： 导电的两个电极 ，一般，活泼性不同 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属或石墨等 二、 原电池的构成条件： 形成条件二：电极需插进电解质溶液中 实验探究 二 形成条件三：必须形成闭合回路 实验探究 三 形成条件四：必须存

5、在自发的、放热的、 氧化还原反应 实验探究 四 (1) 有活泼性不同的两个电极（金属、石墨） (2) 电解质溶液 （3）形成闭合回路 ( 4 ) 自发进行的、放热的、氧化还原反应。 二、 原电池的构成条件： 思考： 讲的故事中贵妇人经常头痛的 原因是什么？如何医治？ 回应故事情境 1、原电池的判断 2、正负极的判断 CCu 硝酸银溶 液 CuAg 稀硫酸 CuZn 蔗糖溶液 CuZn 稀硫酸 CZn 稀硫酸 CuZn 稀硫酸 思考：下列哪些可以形成原电池 下列装置哪些可以形成原电池 ( ) AA AA AA Zn CuFe C(石墨 ) Zn Zn Fe 陶瓷 Fe Cu Si C(石墨) C

6、uSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D 稀H2SO4 CuSO4溶液 酒精 稀H2SO4 E F G H ABCD 浸有稀硫酸 的棉花团 生铁 试 一 试 1 、 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指 出正负极名称，并写出电极反应式. ()() ( ) 2H+2e-H2 负极： 总反应： 正极： Zn2e-Zn2+ Zn+2H+Zn2+H2 ( ) ( ) 负极： 正极： 总反应： 正极： 负极： 总反应： Zn2e- Zn2+ 2H+2e- H2 Zn+2H+Zn2+H2 Fe2e - Fe2+ Cu2+2e- Cu Fe+Cu2+Fe2+Cu

7、正负极的判断 负极正极 失 e- 得 电流 阴离子 阳离子 发生 氧化 反应 发生 还原 反应 总结：原电池中正、负极的判断方法有哪些？ 原理 （活泼性的金属一般为负极）、 电流的方向、 金属的活泼性 电子的流向、 阴阳离子的移动方向、 氧化还原反应、现象 1、 X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸 盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原 电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金 属的活动性顺序为( ) A XYZ B XZY C YXZ D YZX C 2、 四种金属， 形 成原电池时，外电路电流 ； 形成原电池时， 为正极； 形成原电池时， 上有气泡冒出； 形成原电池时， 的质量减小，四

8、种 金属活动性由大到小的是 ( ) 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。 1、电解液： 。 2、电极材料： 正极 ，负极 。 3、电极反应式 ： 负极: . 正极: . Mg Al NaOH Cu Al 浓硝酸 负正 负正 原电池的应用 加快化学反应速率 钢铁的腐蚀与防护 化学电源 See YouSee You ！ 视频视频视频视频 生铁 NaCl溶液 生铁 稀硫酸 负极： 正极： 总反应： Fe2e- Fe2+ 2H+2e- H2 Fe+2H+Fe2+H2 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应：2Fe+

9、2H2O+O2=2Fe(OH)2 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 (强酸性条件下) (弱酸性或中性条件下) 生铁 NaCl溶液 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 吸氧腐蚀 (弱酸性或中性条件下) 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O 铁锈 氢氧燃料电池 总反应：2H2+O22H2O 酸性条件 （H2SO4） 负 正 负： 2H+ 正：+4H+2H2O H2 2e- O2 + 4e- 中性条件 （NaCl

10、） 负： 正： H2 2e- O2 + 4e- 2H+ + 2H2O 4OH- 碱性条件 （NaOH） 负： 正： O2 + 4e-+ 2H2O 4OH- H2 2e-+2OH-2H2O C/PtC/Pt 原电池 总结 1、负极与电解质溶液发生反应 CuZn 稀硫酸 CuZn 硫酸铜溶液 AgCu 硝酸银溶液 CFe 稀硫酸 2、负极与电解质溶液不反应 CFe NaCl溶液 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 3、燃料电池 氢氧燃料电池 酸性中性碱性 CC 电解质溶液 锂电池 二、化学电源二、化学电源 化学电池 利用原电池原理制造的供电装置 分类 一次电池不可充电电池如：干电池 二次电池充电电池如：蓄电池 燃

11、料电池 81 1.一次电池（如干电池）:用过后不能复原 干电池 Zn- Mn普通干电池 82 2.二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用 银锌纽扣电池 铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明 塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的 ，负极板是海绵状的 ，两极均浸入 溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 负极： 正极： 放电总反应式： 铅蓄电池 PbO2金属铅 硫酸 Pb+SO42- 2e-=PbSO4 PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O 84 3.燃料电池 常见的燃料电池有 氢氧燃料电池、

12、甲 烷燃料电池、铝-空 气燃料电池、熔融 盐燃料电池等。 氢氧燃料电池电极反应 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 酸酸 性性 负极负极 正极正极 中中 性性 负极负极 正极正极 碱碱 性性 负极负极 正极正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 练习 1、对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（ ） A电子流入的一极为正极 B比较不活泼的一极为正极 C电子流出的一极为负极 D发

13、生氧化反应的一极为正极 2、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液 的酸性（ ） A不变 B先变小，后变大 C逐渐变大 D逐渐变小 D D 3、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的 表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、 Y、Z三种金属的活动性顺序为( ) A XYZ B XZY C YXZ D YZX C 4、在下列各种变化中，属于原电池反应的是（ ） A在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B白铁(镀锌铁)表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色的保护层 D铁与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液后可使 反应加速 5、某种锂电池的

14、总反应为Li + MnO2 = LiMnO2,下 列说法正确的是（ ） A. Li是正极，电极反应为 Li e- = Li+ B. Li是负极，电极反应为 Li e- = Li+ C. Li是负极，电极反应为 MnO2 + e- = MnO2 D. Li是负极，电极反应为 Li 2e- = Li2+ B BD 6、关于锌-铜 稀硫酸原电池的说法正确的是（ ） A锌是负极，铜是正极 B锌片发生还原反应 C负极的反应式为：2H+ + 2e- =H2 D电子由铜片经导线流向锌片 A 7.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成 原电池时，锌为负极，此金属是( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu B B 8、把A、B、C、D4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两 相连组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连 时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流 向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属 的活动性由强到弱的顺序为（ ） ABCD ACDB CABD BACD AB CD AC DB 燃料电池 负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应：O2+2H2=2H2O 常见的燃料电池有氢氧燃