高中化学 2.3.1化学能转化为电能课件 苏教版必修2.ppt

第三单元化学能与电能的转化 1 通过制作简易原电池的实验 认识化学能转化为电能的条件 初步认识原电池反应的原理及其应用 2 通过活动与探究 知道燃料电池工作原理 认识研制新型电池的重要性 3 通过阅读与交流 了解常见的化学电源及其应用 初步学习电极反应式的书写 4 通过观察与思考 认识电能转化为化学能的条件 初步认识电解池的工作原理 5 通过铜电解精炼原理的学习 了解电解池原理的应用 第一课时化学能转化为电能 1 概念 原电池是将能转化为能的一种装置 2 工作原理 以锌铜原电池为例 1 两电极负极 电子的电极 对应物质作剂 发生反应 电极反应式 正极 电子的电极 对应物质作剂 发生反应 电极反应式 2 电解质溶液 笃学一原电池 化学 电 失去 还原 氧化 zn 2e zn2 得到 氧化 还原 2h 2e h2 稀硫酸 3 闭合回路的形成 zn电子生成zn2 进入溶液 失去的电子经电极流向导线 电子经导线通过电流计流入电极 在铜片上h 电子生成氢气 在溶液中向电极附近移动 使电极和溶液形成电流回路 所以原电池中电子的流向为 从极经外电路流向极 不经过溶液 4 发生反应 总反应的离子方程式 原电池就是这样通过氧化还原反应实现化学能向电能转化的 失去 锌 铜 得到 zn2 铜 负 正 氧化还原 zn 2h zn2 h2 笃学二钢铁的电化学腐蚀 电解质溶液 原电池 活泼 h oh 氧气 慎思1 根据课本中的活动与探究回答 h 得到的电子是cu失去的吗 在这个过程中cu起什么作用 你怎样知道导线中有电子通过 提示不是 cu做导体 起传导电子的作用 电流表的指针发生了偏转 慎思2 构成原电池应具备什么条件 以铜和ag为电极 稀硫酸为电解质溶液能否形成原电池 提示 1 构成原电池的条件一般有四点 一是具有活动性不同的两电极 二是具有电解质溶液 三是形成闭合回路 四是活动性强的电极能够自发的与电解质溶液发生氧化还原反应 2 不能形成原电池 因为原电池是自发的氧化还原反应 而cu或ag与稀h2so4都不能自发地反应 慎思3 若将铜锌原电池中的cu电极换成石墨 可以吗 为什么 提示可以 因为cu在该原电池中起到的是传递电子的作用 其本身并未参与电极反应 所以 把cu电极换成能导电的材料就可以 当然 该材料的活泼性不能比负极活泼 慎思4 钢铁在干燥的空气中长时间不易生锈 但在潮湿的空气里很快就会生锈 纯的铁片在潮湿的空气里也不容易生锈 这是什么原因呢 提示钢铁腐蚀实质上是发生了原电池反应 具备了构成原电池的条件 而干燥的空气中不具备与电解质溶液接触 纯的铁片不能构成原电池的两电极 所以不容易生锈 1 电极材料 具有活泼性不同的两个电极 而且要求其中某一电极能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应 2 电解质溶液 根据电极的性质选择合适的酸 碱或者盐作为电解质溶液 以利于电极发生化学反应 电解质溶液的作用 一是参与氧化还原反应 二是在溶液中构成闭合回路 起到导电的作用 原电池的构成条件 3 形成闭合回路 外电路有导线导电 电子从负极流向正极 内电路有电解质溶液和电极导电 有时两个电极直接接触可以省略外部导线 阴离子向负极移动 阳离子向正极移动 构成了闭合回路 4 能够发生自发的氧化还原反应 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 总之 构成原电池的四个基本条件是相互联系的 不能孤立 片面地理解 可总结为 一强一弱两块板 两极必用导线连 同时插入电解液 活动导体溶里边 例1 下列装置能形成原电池的是 答案c 判断某装置是否为原电池 要以构成原电池的基本条件为判断标准 不能仅凭装置的外形下结论 原电池的判定 主要四看 看电极 两极为导体且存在活泼性差异 燃料电池的电极一般为惰性电极 看溶液 两极插入溶液中 看回路 形成闭合回路或两极直接接触 看本质 有无氧化还原反应的发生 体验1 下列装置能够组成原电池的是 解析a项 ag和cu与稀h2so4都不能发生氧化还原反应 错 c项 蔗糖为非电解质且两个电极活泼性相同 错 d项 没有构成闭合回路 错 答案b 1 根据组成原电池的两极材料判断 一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2 根据电流方向或电子流动方向判断 电子流出的电极是负极 电子流入的电极是正极 而电流是由正极流向负极 3 根据原电池中电解质溶液内离子的定向流动方向判断 在原电池的电解质溶液内 阳离子移向的极是正极 阴离子移向的极是负极 原电池正负极的判断方法 4 根据原电池两极发生的变化来判断 失去电子发生氧化反应的电极是负极 得到电子发生还原反应的电极是正极 5 根据现象判断 一般溶解的一极为负极 增重或有气泡放出的一极为正极 6 根据化合价的变化来判断 在原电池的总反应方程式中 有化合价升高元素的物质做负极 有化合价降低元素的物质做正极 例2 某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后 在读书卡片上记下了如下6条记录 其中正确的是 在分析原电池时 首先要确定两电极 然后再分析氧化还原 电子流向 电极产物 电极现象 电极反应式等内容 判断两电极的核心是看在总反应中失去电子的物质对应是负极 另一极为正极 例如 铝 镁 氢氧化钠溶液构成的原电池 因反应是铝与氢氧化钠和水反应铝失去电子 所以铝是负极 虽然镁比铝活泼 解析根据总反应方程式知化合价升高失去电子的物质是zn 所以负极上发生反应的物质是zn 答案d 1 加快氧化还原反应速率如实验室用zn和稀h2so4 或稀hcl 反应制h2 常用粗锌 它产生h2的速率快 原因是粗锌中的杂质和锌 稀h2so4溶液形成原电池 加快了锌的反应 使产生h2的速率加快 2 比较金属的活动性强弱原电池中 一般活动性强的金属为负极 活动性弱的金属为正极 例如有两种金属a和b 用导线连接后插入到稀硫酸中 观察到a极溶解 b极上有气泡产生 由原电池原理可知 金属活动性a b 原电池原理的应用 例3 有a b c d四块金属片 进行如下实验 a b用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 a极为负极 c d用导线相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 电流由d流向c a c相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 c极产生大量气泡 b d相连后 同时浸入稀h2so4溶液中 d极发生氧化反应 据此 判断四种金属的活动性顺序是 a a b c db a c d bc c a b dd b d c a 解析金属与稀h2so4溶液组成原电池 活泼金属为负极 失去电子发生氧化反应 较不活泼的金属为正极 h 在正极表面得到电子生成h2 电子运动方向由负极 正极 电流方向则由正极 负极 在题述原电池中 a b原电池 a为负极 c d原电池 c为负极 a c原电池 a为负极 b d原电池 d为负极 综上可知 金属活动性 a c d b 答案b 金属活动性可根据原电池中负极的金属活动性强于正极的金属活动性进行判断 根据现象找出正 负极是这类题目的关键 4 原电池设计及注意的问题 按如图所示连接好实验仪器 注意观察 耳朵听 耳机是否有声音发出