高二化学电能与化学能的转化.ppt

一.化学能通过加热转化为电能 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机电能 化石燃料 离子方程式离子方程式 思考问题思考问题 寻找答案寻找答案 你对问题你对问题 3 3的想法的想法 稀稀HH 2 2 SOSO 4 4 ZnCu 锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象 1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？ 2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？ 3.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表 面得电子？ 演示探究 实验现象 用导线将锌表面的电子引出来 Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 离子方程式离子方程式 思考问题思考问题 寻找答案寻找答案 组内交流组内交流 列出想法列出想法 演示探究 实验现象 Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。 Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2 稀稀H H 2 2 SOSO 4 4 ZnCu 大量气泡从铜 片逸出，锌片 部分溶解 1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？ 3.你怎样才能知道导线中有电子通过？ 解释实验现象解释实验现象 思考问题思考问题 寻找答案寻找答案 组内交流组内交流 列出想法列出想法 演示探究 实验现象 化学能直接转化为电能 1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？ 锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。 电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 A A ZnCu 稀稀H H 2 2 SOSO 4 4 上 一 页 Cu 二.化学能直接转化为电能 1.原电池的概念 将化学能转化为电能的装置 上 一 页 Cu 电极材料电极材料 电极反应式电极反应式发生的反应发生的反应原电池的电极原电池的电极 ZnZn片片 CuCu片片 总的离子反应方程式总的离子反应方程式 Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=H2 Zn+ 2H+=Zn2+H2 负极 正极还原反应 氧化反应 你是如何判定装置的正、负极？ 思考与交流 正极 负极 电子流入的极 不活泼电极 发生还原反应 电子流出的极 较活泼电极 发生氧化反应 实验探究 A ZnCu H2SO4 A ZnC H2SO4 A ZnZn H2SO4 A ZnFe H2SO4 A CuCu H2SO4 原电池原电池 电流表指针电流表指针偏转偏转 区别区别 结论结论 不偏转偏转 两极材料不同 有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极 不偏转偏转 实验探究 A ZnCu H2SO4 A ZnCu 酒精 A ZnCu HCl 原电池原电池 电流表指针电流表指针偏转偏转 区别区别 结论结论 不偏转 溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中 偏转 电流表指针电流表指针-组组 偏转偏转 区别区别 结论结论 不偏转 容器不同 两极相连形成闭合电路 实验探究 A ZnCu H2SO4 Zn H2SO4 A Cu H2SO4 1.有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极 3.两极相连形成闭合电路 2.电极材料均插入 电解质溶液中两极 一液 一连线 3.原电池的构成条件 间接： 直接： 化学能 燃烧 热能蒸汽机械能 发动机 电能 装置 原电池 概 念 构 成 条 件 工 作 原 理 1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( ) C C A ZnCu H2SO4 CuZn A 酒精 A BA B Zn H2SO4 A Cu H2SO4 C DC D A CuCu H2SO4 2.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 3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时， 电解质溶液的 PH( ) A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小 C 4.把a、b、c、d四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，电流由d到c；a、c相连时 ，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大 量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到 弱的为( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B B 5.5.一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是 Zn+CuZn+Cu2+ 2+=Zn =Zn2+ 2+ +Cu, +Cu, 该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（ ） C C A A B B C C D D 正极正极Zn ZnCuCuCuCuFeFe 负极负极Cu CuZnZnZnZnZnZn 电解质溶液电解质溶液CuCl CuCl 2 2 HH 2 2 SOSO 4 4 CuSOCuSO 4 4 HClHCl 科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是 以以PtPt和和ZnZn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定为电极材料，依靠人体内液体中含有一定 浓度的溶解氧、浓度的溶解氧、HH + + 和和ZnZn2+ 2+进行工作，回答下列问 进行工作，回答下列问 题题 （1 1）负极材料是）负极材料是_ 电极反应式是电极反应式是_ （2 2）正极材料是）正极材料是_ _ 电极反应式是电极反应式是_ ZnZn 2Zn - 4e2Zn - 4e - - = 2Zn= 2Zn2+ 2+ PtPt OO 2 2 +2H+2H 2 2 O + 4eO + 4e - - =4OH=4OH - - 4、原电池原理的应用 a a、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率 b、比较金属的活动性强弱 c、设计原电池 如利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化 还原反应设计原电池 负极： 正极： Cu2e = Cu2+ 2Fe3+ +2e =2Fe2+ 氧化反应 还原反应 d、金属的腐蚀 例如铁的腐蚀 1、析氢腐蚀（酸性较强的条件下的腐蚀） 负极： 正极： Fe2e =Fe2+ 2H+ 2e =H2 2、吸氧腐蚀（酸性较弱或中性条件下的腐蚀） 负极： 正极： 2Fe4e =2Fe2+ O2+2H2O+4e =4OH 空气电池 锂电池 二、化学电源二、化学电源 1、干电池的特点是： 只能一次性使用 2、充电电池 充电电池又称 。可充电电池是两极都 参加反应的电池。这是一种发展较快的原电池 ，如铅蓄电池、银锌电池、（纽扣电池）、锂 电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是 ，正极一般是 。放电时，负极被 。正极材料的氧化物被 ，充电时的电极 反应与放电时相反。 较活泼的金属金属氧化物 二次电池 氧化 还原 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 当硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停 止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反 应为： 阳极： 阴极： 充电总反应式： 铅蓄电池放电和充电总反应式： PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42 PbSO4 +2e = Pb+SO42 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电 充电 (2)镍氢电池 负极： 正极： 放电总反应式： H2 +2OH 2e= 2H2O 2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 锂电池 锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为 笔记本电脑、可移动电话、摄象机等低功耗 电器的主流电源。 3、燃料电池 氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池， 主要用于航天领域。它的电极材料一般为铂电 极，活性炭电极，电解质溶液一般为40%的 KOH溶液。 负极： 正极： 放电总反应式： 2H2 +4OH 4e=4H2O O2+2H2O+ 4e= 4OH 2H2 + O2 = 2H2O 若电解质溶液为稀H2SO4 负极： 正极： 放电总反应式： 2H24e=4H+ O2+ 4H+ + 4e= 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O 甲烷氧气燃料电池 该电池用铂片插入KOH溶液中作电极，在两极 上分别通甲烷和氧气 负极： 正极： 放电总反