苏教版必修2 专题2第三单元 化学能与电能的转化（第1课时） 课件（34张）.ppt

第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能化学电源 一 原电池及其工作原理1 实验探究 知识梳理 锌片逐渐溶解 表面有气泡 铜片表面无气泡 锌与稀硫酸发生置换反应产生h2 而铜则不能 锌片逐渐溶解 铜片表面有气泡 锌与稀硫酸反应 但氢气在铜片上产生 锌片逐渐溶解 铜片表面有气泡 电流计指针发生偏转 锌与稀硫酸反应 但氢气在铜片上产生 导线中有电流 2 原电池 1 概念 将 转化成 的装置称为原电池 在原电池中发生的化学反应是 反应 2 工作原理 以zn h2so4 cu原电池为例 化学能 电能 氧化还原 负极 正极 氧化 还原 锌 铜 h 铜 h2 3 按要求完成下列实验 并填表 两锌片逐渐溶解且表面都有气泡 电流计指针不偏转 锌与稀硫酸反应 但导线中无电流 无现象 乙醇是非电解质 与zn cu都不反应 结合以上实验 分析原电池的构成条件是什么 答案理论上 自发的氧化还原反应均可构成原电池 具体条件是 1 具有活动性不同的两个电极 金属与金属或金属与能导电的非金属 2 两电极均插入电解质溶液中 3 两极用导线相连 形成闭合回路 自主思考 1 是否所有的化学反应理论上都可以设计成原电池 提示不是 原电池是利用氧化还原反应原理 将还原反应与氧化反应分别在两极发生 使电子在导线中定向移动 形成电流 2 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 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 二 钢铁的电化学腐蚀 液滴周围逐渐呈现红色 并慢慢形成红色的锈斑 o2 中性 弱碱 fe c 2fe 4e 2fe2 2h2o o2 4e 4oh 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2fe oh 3 fe2o3 xh2o 3 x h2o 原电池 失去电子 电化学腐蚀 自主思考 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 潮湿的空气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的条件 纯的铁片不能构成原电池的两电极 所以不容易生锈 三 化学电源1 分类 1 一次电池 不能充电 用过之后不能复原 2 二次电池 可充电 可多次重复使用 2 常见的化学电源 负 正 电解质 锌 氧化银 氢氧化钾 pb pbo2 硫酸 贮氢合金 泡沫氧化镍 koh 氢气 氧气 koh 2h2 o2 2h2o 甲醇 空气 koh 自主思考 5 铅蓄电池的电池反应式为pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 请写出负极 正极的电极反应式 6 燃料电池两电极反应有何特点 提示两个电极均为惰性电极 本身不参与反应 燃料电池常用的燃料有h2 ch4 c2h4 ch3oh等可燃性物质 在反应中燃料一般表现为失去电子 在电源负极通入 常用的氧化剂是氧气 在反应中表现为得到电子 在电源正极通入 1 判断 1 原电池是一种电能转化为化学能的装置 2 负极失去电子发生氧化反应 3 正极是电子流出极 4 用导线连接的铜片和锌片插入稀h2so4中 铜片上有大量气泡产生 5 在铜 锌 稀硫酸原电池中 电子由锌通过导线流向铜 再由铜通过电解质溶液到达锌 6 原电池中阳离子向正极移动 答案 1 2 3 4 5 6 效果自测 2 下列说法正确的是 a 镍氢电池 锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池b 燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池c 化学电池的反应基础是氧化还原反应d 铅蓄电池放电的时候正极材料是pb 负极材料是pbo2解析碱性锌锰干电池是一次电池 燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池 铅蓄电池放电的时候正极材料是pbo2 负极材料是pb 答案c 合作交流 1 将反应 zn cu2 cu zn2 设计成原电池写出正 负极反应式 提示正极 cu2 2e cu 负极 zn 2e zn2 探究一 原电池工作原理 2 某种燃料电池的工作原理示意图如下所示 a b均为惰性电极 1 使用时 空气从 填 a 或 b 口通入 2 假设使用的 燃料 是甲醇 ch3oh a极的电极反应式为 点拨提升 1 原电池正 负极的判断方法 关键提醒判断原电池要 四看 一看本质 反应是自发进行的氧化还原反应 二看电极 具有两个活泼性不同的电极 燃料电池的电极一般是惰性电极 三看溶液 电解质溶液 一般负极材料与电解质溶液反应 四看回路 电极 电解质溶液构成闭合回路 2 原电池的工作原理 以铜锌原电池为例 典题例证1 右图是zn和cu组成的原电池示意图 某小组做完该实验后 在读书卡片上记录如下 卡片上描述合理的是 a b c d 解析锌比铜活泼性强 因此在cu zn h2so4原电池中 锌为负极 电子由锌 铜 导线中电流由铜 锌 锌失去电子而溶解 溶液中的h 移向铜片 在cu极得到电子而产生h2气泡 故d项正确 答案d 方法拓展 判断电极时 有时不能只看金属的活泼性强弱 还要看电解质溶液的性质 如 al在强碱性溶液中比mg更易失电子 al作负极 mg作正极 fe al在浓hno3中钝化后 比cu等金属更难失电子 cu等金属作负极 fe al作正极 学以致用1 一个原电池反应的离子方程式是zn cu2 zn2 cu 该原电池的合理组成是 解析由总反应式知 zn被氧化 作原电池的负极 符合条件的有b c d 正极反应为cu2 2e cu b选项中是2h 2e h2 d选项不含cu2 故应选c 答案c 合作交流 3 实验室用稀h2so4与zn反应制h2时 用纯锌快还是粗锌快 提示粗锌 4 钢铁制品在潮湿空气中易生锈的原理是什么 提示发生了原电池反应 探究二 原电池原理的应用 点拨提升 1 加快氧化还原反应的速率自发进行的氧化还原反应 形成原电池时反应速率增大 例如 zn与稀h2so4反应时 滴加少量cuso4溶液 则zn和置换出的cu在稀h2so4中构成原电池 加快zn与稀硫酸反应的速率 2 比较金属的活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 例如 有两种金属a b 用导线连接插入到稀h2so4中 观察到a极溶解 b极上有气泡产生 则a为负极 b为正极 金属活动性a b 3 用于金属腐蚀保护使金属制品作原电池的正极而得到保护 例如 将铁质输水管道与锌块相连 锌作原电池的负极失电子 保护铁不被腐蚀 4 设计电池理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池 如 把fe 2fe3 3fe2 设计成原电池 可用fe作负极 铜 或石墨 作正极 fecl3溶液作电解质溶液 典题例证2 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