2.3.3化学反应为人类提供能量ppt课件

.,格林太太是一位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，就会露出两颗很精致的牙齿：一颗是黄金的这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的。令人百思不得其解的，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、整天心情烦躁，医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转,请您来当医生,.,如何解决格林太太的烦恼？,.,原电池的工作原理,.,学习目标:1、理解原电池概念和工作原理，学会正负极判断2、理解掌握构成原电池的条件3、学会电极反应方程式的书写,第二章第三节化学反应的利用,2.3.3.化学反应为人类提供能量,难点：从电子转移角度分析原电池的反应原理。,.,交流研讨,1.你知道即热饭盒的原理吗？2.铁路工人经常利用铝热剂来焊接铁轨，你能解释其中的原因吗？,.,一、化学能转化为热能,请举出你了解的化学能转化成热能的例子,即热饭盒,铝热剂能焊接钢轨,铝热剂是把铝粉和氧化铁粉末按一定比例配成的混合物，当用引燃剂点燃，反应猛烈进行，得到氧化铝和单质铁并放出大量的热，温度可到3000，能使生成的铁熔化。,思考：是否化学能只能转化成热能？,1、放热反应：2、吸热反应：,将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？,将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？,锌片质量减少，表面有气泡产生，温度计示数上升,无现象，铜不与硫酸反应,二、化学能转化为电能,活动探究,若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？,将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？,Zn片质量减少，表面有气泡产生，Cu片无现象,锌片质量减少，铜片表面有气泡产生，电流表指针发生偏转。,.,1、原电池,.定义：这种利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置称为原电池。.工作原理：利用氧化还原反应将化学能转化为电能,.,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2eZn2+,2H+2eH2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,得到电子,阴离子,正极（为什么？）,负极,SO42-,较活泼金属,较不活泼金属或石墨,外电路指的是正负极和导线,或者理解为电子流过的路线内电路指的是电解质溶液,或离子移动的路线,.,电流,电子,负极(-),正极(+),+,Zn2+,e-,Zn2+,e-,e-,Zn2+,.,“电子不下溶液，离子不上导线”,.,2、实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,形成条件一：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,第一组实验,（不可以）,活动.探究,.,（可以）,（不可以）,形成条件：电极需插进电解质溶液中,第二组实验,2、实验探究形成原电池的条件,.,第三组实验,2、实验探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,.,Cu,2、实验探究形成原电池的条件,形成条件四：必须是自发进行的氧化还原反应,第四组实验,.,小结1：组成原电池的条件,有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极,电极材料均插入电解质溶液（或熔融电解质）中形成闭合电路,自发的氧化还原反应（放热反应）,思考：原电池的正负极如何判断？,.,Cu-Zn原电池中正负极和电极反应,(Zn):,Zn-2e-=Zn2+,(Cu):,2H+2e-=H2,电极反应：,原电池正负极的判断：,负极：,电子流的一极，电子，发生反应。,正极：,电子流的一极，电子，发生反应。,负极,正极,出,失,氧化,入,得,还原,氧化反应,还原反应,总反应：Zn+2H+=Zn2+H2,“负氧正还”,.,.,学习目标:1、学会电极反应方程式的书写2、理解掌握的原电池的应用3、通过原电池的工作原理设计原电池,第二章第三节化学反应的利用,2.3.3.化学反应为人类提供能量,难点：设计原电池，及原电池的应用,.,思考：1、什么是内电路？什么是外电路？2、铜锌原电池中，铜片在原电池中有什么作用？3、原电池的构成条件是什么？4、原电池工作时，负极失去的电子总数与正极得到的电子总数有什么关系？,5、在下图的装置中，属于原电池且有电流产生的是_,6、生铁与纯铁哪个更易生锈？,.,格林太太是一位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，就会露出两颗很精致的牙齿：一颗是黄金的这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的。令人百思不得其解的，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、整天心情烦躁，医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转,请您来当医生,.,判断下列能否形成原电池？,水果,.,考考你：,.,例某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液研究原电池，并对实验进行了拓展，以下实验记录错误的是()A铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解B电子在溶液中从Cu电极流向Zn电极C把锌片换成石墨，电流计指针没有明显偏转D把稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流计指针依然偏转,B,.,负极（锌片）：Zn2e-=Zn2+,负极（锌片）：Zn2e-=Zn2+,正极（石墨）：2H+2e-=H2,正极（铜片）：Cu2+2e-=Cu,一、电极反应式的书写,.,练习1：判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。,CuC,FeCl3溶液,负极：Cu失电子Cu-2e-=Cu2+正极：Fe3+得电子2Fe3+2e-=2Fe2+,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,先写出总反应：即负极与电解质溶液反应,拆成离子方程式：,Cu+2Fe3=Cu2+2Fe2,根据化合价升降判断正负极,.,例如;Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,浓硝酸,.,判断右边原电池的两极，并写出电极反应式。,稀硫酸溶液,NaOH溶液,稀硫酸负极:Mg-2e-=Mg2+正极：2H+2e-=H2,NaOH溶液负极：2Al+8OH-6e-=2Al(OH)4-正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2,MgAl,MgAl,练习2:,判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.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。,.,1、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是（）,D,练习3:,.,2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,(D),A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；,练习3:,.,1、比较金属活动性强弱。,例1：,下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是,C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；,A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；,B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；,D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；,（C）,二、原电池的应用,.,2.有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将C浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（）,（A）、（）、（）、（）、,B,.,3、四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极，相连时，有气泡逸出；相连时，的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()ABCD,B,.,2.加快化学反应速率。,二、原电池的应用,如：在锌与稀硫酸反应制氢气时，向稀硫酸中加入硫酸铜溶液。,.,例：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是,二、原电池的应用,3.防止金属被腐蚀。,如：在轮船外表水线以下位置附加锌块在铁管外镀锌,.,练习：A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：,(1)A中反应的离子方程式是_(2)B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是_，总反应离子方程式是_，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。,2H2e=H2,pH增大,Zn,Fe2H=Fe2H2,Zn2H=Zn2H2,BAC,金属腐蚀规律告诉我们，原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀。,.,二、原电池的应用,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Fe2Fe3=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。,Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,(ZnAgNO3C),.,镀锌铁管,原电池的应用小结：,1.比较金属的活动性。,2.防止金属被腐蚀。,如：在轮船外表水线以下位置附加锌块在铁管外镀锌,3.加快化学反应速率。,如：在锌与稀硫酸反应制氢气时，向稀硫酸中加入硫酸铜溶液。,4.提供能源。,5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Fe2Fe3=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。,.,普通干电池,氢氧燃料电池,铅蓄电池,问题探索：,上述哪种电池不易对环境造成污染？,三、常见电池,.,这些电池大大的改善了人民的生活，但由于其放电时间短，废旧电池数量大也对我们的环境带来了严重的破坏。,.,氢氧燃料电池,思考：电极方程式如何书写？,酸性：正极：O2+4H+4e-=2H2O负极：2H2-4e-=4H+总反应式：2H2+O2=2H2O,碱性：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-负极：2H2+4OH-4e-=4H2O总反应式：2H2+O2=2H2O,.,小结：,原电池的应用：,原电池：,构成原电池的条件,利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。,两种电极在电解质溶液中形成闭合回路能自发进行氧化还原反应。,1.比较金属的活动性。2.防止金属被腐蚀。3.加快化学反应速率。4.提供能源5.设计电池,.,1.你知道即热饭盒的原理吗？,在这个原电池中，Mg和Fe分别作两个电极，食盐溶液作电解质溶液，由于Mg比Fe活泼，所以Mg作负极，Fe作正极。其电极反应式如下所示：负极：Mg2eMg2+正极：2H2O2eH22OH电池反应：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,从电池反应来看食盐并没有参与这个反应，但是它的存在却可以增强溶液的导电性，使原电池的电流强度增大。这样镁粉、铁粉、固体食盐和水混合后，形成了无数个微型原电池，自然会使反应速率加快。,物理学知识告诉我们，电源在短路时会把电电池同样也没有连接用电器，所以会形成短路，把部分电能转化成热能释放出来，因此即热饭盒的能量转化形式可以表述为：化学能电能热能。,.,白铁即镀锌铁板,当镀锌铁板出现划痕时，暴露出来的铁将与锌形成原电池的两个电极，且锌为负极，铁为正极，故铁板上的镀锌层将先被腐蚀，镀锌层腐蚀完后才腐蚀铁板本身。所以白铁更耐腐蚀。马口铁即镀锡铁板,当有划痕时，锡将成为原电池的正极，铁为负极，这样就会加速铁的腐蚀。,白铁与马口铁,资料:,.,作业1：分层P101复习作业2：P75,4,11,12，13。P77，2，5，7,11,12,.,.,2、原电池正负极判断方法,.,4、判断右边原电池的两极，并写出电极反应式。,浓HNO3溶液,负极：Cu-2e-=Cu2+正极：NO3-+e-+2H+=NO2+H2O,CuFe,稀硫酸溶液,NaOH溶液,稀硫酸负极:Mg-2e-=Mg2+正极：2H+2e-=H2,NaOH溶液负极：2Al+8OH-6e-=2Al(OH)4-正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2,MgAl,MgAl,练习2:,.,Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,例1：,浓硝酸,.,2、请写出右边原电池的电极方程式。,总反应方程式：,负极：Al，失e-。,2Al3+8OH-=2AlO2-+4H2O,负极总反应：2Al+8OH-6e2AlO2-+4H2O,正极：总反应负极反应：,6H2O6e6OH3H2,拆成离子方程式：,2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2,根据化合价升降判断正负极,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2Al-6e2Al3+,.,1、原电池的反应原理,2、电极反应式的书写,找出两极放电的物质,分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应,3、原电池电极的判断,负极-失电子发生氧化反应的电极,正极得电子发生还原反应的电极,发生氧化还原反应,3、电极反应式的书写,电子流出,电子流入,化学能转化为电能,.,一.简单原电池电极方程式的写法,.,请思考图