精品课件二专题第三单元第课时化学能转化为电能

1 学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件 初步理解原电池的概念 2 学生通过对化学能转化为电能的学习 体验科学探究的过程 3 学生通过探究化学能转化为电能的奥秘 提高学习化学的兴趣和热情 体验科学探究的艰辛与喜悦 感受化学世界的奇妙与和谐 学习目标 英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙 后因车祸又补了颗不锈钢假牙 从此出现头痛 失眠 心情烦躁等症状 四处求医总是找不到病因 这种痛苦的经历一直持续了十年 直到有一次在上流社会的舞会上巧遇一位著名化学家 这位化学家帮她找到病因 才解除了病痛 让我们带着这两个疑问到下面的学习中去寻找答案吧 1780年 意大利生物学家伽伐尼为给妻子看病 遵医嘱买了不少青蛙 当用金属解剖刀触动靠近铜盘的青蛙腿皮时 已死去的青蛙竟然发生了抽搐 活动与探究 Zn表面冒气泡 Cu表面无明显的变化 Zn表面冒气泡 Cu表面无明显的变化 Zn表面冒气泡 Cu表面也有气泡 Zn表面冒气泡 Cu表面也有气泡 指针发生了偏转 有电流产生 问题 为什么Cu表面也冒气泡呢 后面我们再解释 深入探究 探究1 若将两块锌片用导线相连插入盛有稀硫酸的烧杯里 将观察到什么现象 结论 Zn的表面冒气泡 但电流表的指针不偏转 现象 无电流产生 探究2 若将原装置中的铜片换成石墨棒 现象又将如何呢 现象 Zn C的表面冒气泡 电流表的指针有偏转 结论 有电流产生 探究3 若将原装置中的锌片换成石墨棒 又有何现象 现象 Cu C的表面无气泡 电流表的指针无偏转 结论 无电流产生 还原剂 Zn 失去电子 发生氧化反应 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 装置中电流方向 正负电极 电子流动方向 电极上的反应情况分析 思考 化学能是如何转变成电能的呢 思考 构成原电池的条件有哪些呢 归纳整理 2 形成原电池的条件 1 有自发发生的氧化还原反应 2 有两个活泼性不同的电极 3 有电解质溶液 4 形成闭合电路 1 定义 我们把将化学能转变为电能的装置称为原电池 小组讨论 问题 根据前面所学的知识 我们知道Zn失去的电子给了Cu 好像Zn表面应该没有气泡的嘛 为什么实验中Zn表面也冒气泡呢 提示 实验用的Zn不纯 表面看到黑色的物质是石墨 结论 锌表面也形成了原电池 原电池反应的实质是自发的氧化还原反应 Zn 2e Zn2 负极 氧化反应 价升高 失去电子得失电子守恒总的方程式 2H Zn Zn2 H2 正极 还原反应 价降低 得到电子 2H 2e H2 电极反应的规律和电极反应式书写 交流与讨论 在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水 放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色 并慢慢形成褐色的锈斑 试说明产生此现象的原因 形成了铁 碳原电池 普通锌锰电池 碱性电池 镍镉电池 小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池 干电池 负极 锌筒 Zn 2e Zn2 正极 石墨 2MnO2 2NH4 2e 2MnO OH 2NH3总反应 Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 2MnO OH 2NH3 资料 银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒 形似纽扣 故称纽扣电池 盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料 另一端填充锌汞合金组成的活性材料 电极反应如下 锌 Zn 2OH 2e ZnO H2O氧化银 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 锌是极 发生反应 氧化银是极 发生反应 总反应为 负 氧化 正 还原 Zn Ag2O ZnO 2Ag 铅蓄电池 1 电极材料及原料2 电解质溶液3 电极反应式 正极 PbO2负极 Pb H2SO4溶液 负极 Pb Pb 2e SO42 PbSO4 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 正极 PbO2 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 总反应 4 优点5 应用领域 电压稳定 使用方便 安全 可靠 可以循环使用 广泛用于国防 科研 交通 生产和生活 1 电极材料及原料2 电解质溶液3 优点4 应用领域 锂电池 摩托罗拉6188 6288原装锂电池 正极 金属氧化物负极 锂 使用寿命长 质量轻 电压高 工作效率高 体积小 有机溶剂 电脑 照相机 手表 心脏起搏器 索尼数码相机锂电池 新型燃料电池 1 氢氧燃料电池 20世纪60年代应用于美国载人飞船 也曾用于叉车 牵引车等 燃料电池是继水力 火力 核能发电之后的第四类发电 化学能发电 负极 2H2 4OH 4e 4H2O 正极 O2 2H2O 4e 4OH 燃料电池的反应方程式 H2 燃料电池 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 能量转换器 氢氧燃料电池 常见的燃料电池还有甲烷燃料电池 铝 空气燃料电池 熔融盐燃料电池等 优点 效率高 无污染 装置可持续使用 多孔性金属电极 具有催化性能 2 磷酸型燃料电池 以磷酸为电解质 利用廉价的碳材料为骨架 除了以氢气为燃料外 还可使用甲醇 天然气 城市煤气等低廉燃料 是目前最成熟的燃料电池 目前世界上大容量的燃料电池发电厂 都使用磷酸型燃料电池 如东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂 3 海水电池 1991年 我国首创以铝 空气 海水为能源的新型电池 用作航海标志灯 该电池以取之不尽的海水为电解质 靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流 这种海水电池的能量比 干电池 高20 50倍 电极反应式为 负极 正极 电池总反应 4Al 12e 4Al3 3O2 6H2O 12e 12OH 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 回应故事情境 思考 开始上课时讲的故事中贵妇人经常头痛的原因是什么 如何医治 2 伽伐尼青蛙抽搐实验的原因是什么 都是形成了原电池 小结 1 如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是 BC 自我检测 2 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 外电路的电流由d到c a c相连时 c极上产生大量气泡 b d相连时 d极逐渐溶解 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A a b c dB a c d bC c a d bD b d c a B 3