熊礼堂原电池

化学能与电能 第一课时 雪灾无情 人有情 记08年特大雪灾 为确保电力供应 各大电厂紧急调运煤炭以解 燃煤之急 煤是怎样转化成电的 火电厂 火力发电工作原理示意图 化石燃料 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能 原电池的定义 将化学能直接转化为电能的装置叫做原电池 化石燃料 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 电能 发电机 让你来当电力工程师 最古老的电池 巴格达电池 电池的发明 锂电池 干电池 叠层电池 各类电池 纽扣电池 电池为什么会产生电流 即电池的工作原理 质疑激趣 你想过吗 化学能电能 Cu Zn 将锌片 铜片插入稀硫酸 有何现象 实验现象 科学探究一 实验探究原电池的形成奥秘 Zn 2H Zn2 H2 铜不与稀硫酸反应 原因解释 锌片上有气泡产生 铜片无明显现象 稀硫酸 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 有何现象 铜片上有气泡产生 科学探究一 实验探究原电池的形成奥秘 实验现象 这又为什么呢 稀硫酸 Zn Cu 无色无味 具有可燃性 在空气中点燃产生爆鸣声 科学探究二 铜片上的气体可能是什么 结论 该气体应该是H2 Cu Zn 稀硫酸 推理 Zn 2e Zn2 可能锌表面的电子流到了铜片上被溶液中的H 得到后产生H2 提出猜想 推理 2H 2e H2 实验探究原电池的形成奥秘 Cu Zn 问题 H 所需的电子从何而来 将锌片和铜片用导线连接起来 在导线之间接入电流表 平行插入稀硫酸溶液中观察实验现象 注意观察铜片表面和电流计指针 实验现象 实验验证化学能转化为电能的客观事实 实验验证一 电流产生啦 Cu Zn Zn2 负极 正极 静电作用 原电池的微观原理 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 原电池 内电路离子的定向移动 外电路电子的定向移动 负极出电子 电子回正极 判断正负极 电子流出的极是 极 电子流入的极是 极 活泼的金属为 极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为 极 发生氧化反应的是 极 发生还原反应的是 极 负 正 负 正 负 正 负 正 阴离子移向的极是 极 阳离子移向的极是 极 实验探究原电池的形成件 原电池的组成部分有哪些 科学探究三 Cu Zn 稀硫酸 导线 电极 容器 装电解质溶液 原电池的形成条件 闭合回路 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 原电池的构成条件 先决条件 能自发进行氧化还原反应 讨论以下装置是否能构成原电池 讨论以下装置是否能构成原电池 你注意到了吗 在进行铜锌原电池实验的时候 在锌的表面能够看到气泡产生 你能够解释吗 粗锌中的杂质和锌 稀硫酸形成原电池 加快锌的腐蚀 使产生H2的速率加快 讨论以下装置是否能构成原电池 间接 直接 装置 原电池 概念 构成条件 工作原理 小结 化学能与电能 学以致用 水果电池 学以致用 救救自由女神 自由女神的外壳为铜 内层支架为铁 中间用油毛毡隔开 时间长了 设计者预先没想到的事情发生了 油毛毡失去了隔离作用而大西洋吹来的夹带盐分的空气向女神不断吹来 无数原电池在女神身上形成 结果加速了铁的腐蚀 面对自由女神的腐蚀 应采取什么措施和方法 把你好的建议上网发给美国纽约市长把 除了安装全新的不锈钢肋梁外 也安装了新的铜铸鞍架和铆钉 雕像覆盖层多次粉刷总共覆盖了七层涂料 学以致用 救救自由女神 Cu Zn Zn2 负极 正极 静电作用 原电池的微观原理 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 原电池 内电路离子的定向移动 外电路电子的定向移动 负极出电子 电子回正极 2 原电池 3 电极反应 总反应式 Zn 2H Zn2 H2 氧化反应 还原反应 负极 Zn片 正极 Cu片 例铜锌原电池 负极出电子 电子回正极 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 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 原电池的构成条件 本质 能自发进行氧化还原反应 原电池电极反应式的书写 7 写出原电池的电极反应式和总反应式 Fe Cu G CuSO4溶液 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu 7 写出原电池的电极反应式和总反应式 Fe Cu G CuSO4溶液 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu 原电池电极反应式的书写 加快氧化还原反应的速率例 纯锌 粗锌 含杂质铜 与HCl反应哪个快 比较金属活动性的强弱 2 原电池 5 原电池的应用 强 弱 例 有两金属a b 用导线相连后移入稀H2SO4中 能溶解的金属活动性较 表面出现较多气泡的金属活动性较 2 2化学能与电能 第2课时发展中的化学电源 化学电池是将化学能转变成电能的装置 一次电池 二次电池 燃料电池 分类 充电电池 干电池 锌锰电池 工作原理图 负极 Zn 2e Zn2 正极 2NH4 2e 2NH3 H2 电池总反应式 Zn 2NH4 Zn2 2NH3 H2 2 碱性锌 锰干电池 电解质 KOH 负极 Zn 2e 2OH Zn OH 2 正极 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 电池总反应式 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 用KOH代替NH4Cl能提高性能 延长寿命 充电电池 负极 Pb正极 PbO2电解质溶液 稀H2SO4 1 铅蓄电池 铅蓄电池的充放电过程 负极 Pb SO42 2e PbSO4 正极 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 铅蓄电池的充放电过程 放电时 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 电池总反应式 2 镍镉充电电池 Cd为负极 NiO OH 为正极 KOH为电解液 但Cd有毒 镍氢充电电池 无污染 3 锂离子电池 它是新一代可充电的绿色电池 由于其摩尔质量小 单位质量的锂物质的量大 供电量大 减少污染节约资源 燃料电池 优点 是一种高效 环境友好的发电装置 特点 电极 镍或铂或活性炭负极通入还原剂 正极通入氧化剂 由外设装备提供燃料和氧化剂 例 氢氧燃料电池 1 氢氧燃料电池 1 碱性介质负极 2H2 4OH 4e 4H2O正极 O2 2H2O 4e 4OH 总反应式 2H2 O2 2H2O 2 酸性介质负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4H 4e 2H2O总反应式 2H2 O2 2H2O 书写电极反应式应注意 3 负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物 与溶液的酸碱性有关 1 两极反应得失电子数要相等 相加能得到总反应 总反应减去一极反应也可得到另一极反应 2 溶液中不存在O2 因为在酸性溶液中它与H 结合成H2O 在碱性或中性溶液中它与水结合成OH 2 甲烷燃料电池负极 CH4 10OH 8e CO32 7H2O正极 2O2 4H2O 8e 8OH 总反应 CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 4价的C在碱性溶液中以CO32 形式存在 在酸性溶液中以CO2形式存在 1 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 锌 锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液 电流总反应式为 Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法正确的是A 电池工作时 锌得到电子B 电池正极电极反应式为 2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电池工作时 电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过0 2mol电子 锌的质量理论上减小6 5g 2 锂电池是一代新型高能电池 它以质量轻 能量高而受到了普遍重视 目前已研制成功多种锂电池 某种锂电池的总反应为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 3 银锌电池广泛应用各种电子仪器的电源 它的充电和放电过程可以表示为 总反应 Zn Ag2O2Ag ZnO在此电池放电时 负极上发生反应的物质是 A AgB Zn OH 2C Ag2OD Zn 氧化还原反应 2 原电池 4 化学反应本质 理论上讲 常温下可自发进行的氧化还原反应就能设计成原电池 她的病因是什么 格林太太 漂亮 开朗 乐观 身体健康 脸上有着 永恒的微笑 只是她在开怀大笑的时候 人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙 其中一颗是黄金的 这是格林太太富有的标志 另一颗是不锈钢做的 这是一次车祸后留下的痕迹 令人百思不解的是 打从车祸以后 格林太太经常头痛 夜间失眠 心情烦躁 能为她开一个处方吗 病例分析 由于金与铁 不锈钢的主要成分 是两种活动性不同的金属 唾液中含有电解质 故构成了原电池 产生了微小的电流 使格林太太头疼 1 下列装置中能组成原电池形成电流的是 习题一 C 原电池的判断 原电池的条件 1 装置内有氧化还原反应发生 2 合适的电极分担氧化反应 还原反应 3 形成闭合的电路 概括整合 负极为活泼金属 承担氧化反应 正极为不活泼金属 或石墨 承担还原反应 原电池 失电子氧化反应 原电池原理 得电子还原反应 装置内无氧化还原反应发生 不能形成原电池 电极不能分担氧化反应 还原反应 不能形成原电池 不能形成闭合电路 不能形成原电池 深化探究 三 原电池的工作原理 能量转变 化学反应 将化学能直接转化为电能 氧化还原反应中电子转移 负极失去电子经过导线定向的流入正极 二 原电池的工作原理 Cu Zn Zn2 H H Zn 2e Zn2 2H 2e H2 氧化反应 还原反应 负极 正极 电子沿导线传递 产生电流 失去电子 溶液中阳离子得到电子 SO42 原电池工作原理小结 活泼金属 不活泼金属或石墨 可能锌粒上的气泡从溶液中跑到铜片上 提出猜想 为什么铜片表面能产生此气泡呢 Cu Zn 稀硫酸 实验探究原电池的形成奥秘 可能锌表面的电子流到了铜片上被溶液中的H 得到后产生H2 可能是铜与硫酸反应 Cu失去电子给了H 原电池工作原理小结 将化学能转化成电能的装置称为原电池 总反应Zn 2H Zn2 H2 Cu Zn 稀硫酸 H H ne 最古老的电池 巴格达电池 1780年伽伐尔青蛙实验 1800年伏打电池的发明 1903年爱迪生研制镍铁碱电池 Cu Zn 稀硫酸 这一装置中能量是如何转变的 原电池的定义 这种将化学能直接转化为电能的装置叫做原电池 组成原电池的条件 电极 有两种活动性不同的金属 或一种是非金属导体 材料作电极 溶液 两电极均同时插入电解质溶液中 作用是作为反应介质 提供离子移动 导线 两电极用导线相连 作用是形成闭合电路 引出电流 两极一液一连线 原电池化学反应本质 能自发进行氧化还原反应 负极 正极 如何判断原电池的正负极 科学探究二 Cu Zn 稀硫酸 负极 正极 负极出电子 电子回正极 思考1 火力发电有何利与弊 燃料燃烧转化为电能后 社会中应用最广泛 使用最方便 利 弊 能源危机 污染环境 资源利用率低 思考2 假设你是电力工程师 面对这些利与弊 你会如何应对呢 a 改进火力发电 b 研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能 电池 最古老的电池 巴格达电池 1780年伽伐尔青蛙实验 1800年伏打电池的发明 1903年爱迪生研制镍铁碱电池 1800年伏打电池的发明 这种将化学能直接转化为电能的装置叫做原电池 原电池的定义 分析 火力发电中 燃烧是化学能转变