第三单元化学能与电能的转化.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,实验现象,锌片上有气泡产生而铜片上没有,实验一：将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察实验现象，并解释实验现象。,Zn+2H+=Zn2+H2,实验二：将铜片和锌片用导线相连，并串连一个电流计，插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。,实验现象,电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生,思考一1.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片上为什么有气泡产生?2.锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化?,溶液中H+在铜片上得到电子生成了H2,因而有气泡产生。,锌片的质量在减小,溶液中c(H+)也减小。,思考一3.从氧化还原反应角度分析两金属片上各发生了什么反应?4.从能量变化的角度分析,该装置的能量是如何转化的,从能量变化的角度分析,这是将化学能转化为电能的装置。这种装置我们称之为原电池。,一、原电池1、原电池(1)定义：_,将化学能转变为电能的装置叫做原电池。,2、原电池的正、负极和反应,(1)电极,负极:电子流出的电极。(锌片)正极:电子流入的电极。(铜片),(2)工作原理:自发的氧化还原反应。,电极的判断.根据电极的活泼性:较活泼的金属为负极,不活泼的金属为正极.根据氧化还原反应:发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极,(2)电极反应,负极(锌片)：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应),练习写出下列电池的电极反应式和总反应的化学方程式。,(1),负极Fe-2e-=Fe2+,思考二1、下列装置是否构成原电池?,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,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,（可以）,（不可以）,形成条件二：有电解质溶液(与活泼性强的电极发生自发的氧化还原反应),思考二2、下列装置是否构成原电池?,形成条件三：形成闭合回路,（不可以）,思考二3、下列装置是否构成原电池?,3、原电池的构成条件和原理,(1)构成条件:有两种活动性不同的金属(或一种是非金属或一种是化合物)作电极；有电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生自发的氧化还原反应);形成闭合回路。,(2)原电池的原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向不活泼的金属或非金属(正极)。,e-,e-,e-,负极,正极,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e-,沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e=H2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,2H+2e=H2,Zn2e=Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,【小结】,外电路,内电路,练习三如下图所示有什么现象?能否构成原电池?能的判断正负极,并写出电极反应式,能,能,练习四把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，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，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A、abcdB、acdbC、cabdD、bdca,B,练习五在下列方框中画出以铁棒、石墨棒、导线、FeCl3溶液为用品的原电池装置的原理示意图。,负极材料为_,电极反应为_;正极材料为_,电极反应为_;电池总反应式为_,Fe,Fe-2e-=Zn2+,C,2Fe3+2e-=2Fe2+,2Fe3+Fe=3Fe2+,【注意点】,(2)正、负两极上进出电子总数相等，椐此电子守衡原理可进行两极上物质变化的计算。,(3)利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池。,(1)原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极同时不同地进行，电子从负极定向流入正极，从而产生了电流。,思考：钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但在潮湿的空气里却很快就会腐蚀,这是什么原因呢?,钢铁表面形成的微小原电池示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,分析:,电解质溶液的薄膜(含有少量H+和OH-,还溶解了氧气),表面形成无数微小的原电池,铁失去电子被氧化而腐蚀。,钢铁,Fe2O3nH2O,（铁锈）,钢铁的吸氧腐蚀,正极(C)：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,负极(Fe)：2Fe-4e-=2Fe2+,1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2eZn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,(),正极：,负极：,总反应：,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,(),负极：,正极：,总反应：,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+Fe2+H2,二、化学电源,思考：实用电池一般具有哪些特点?,1、实用电池的特点(1)能产生稳定而具有较高电压的电流;(2)安全、耐用且便于携带;(3)能适用于特殊用途;(4)便于回收处理,不污染环境或对环境产生的影响较小。,2、几种常见化学电源,思考一通过阅读回答:干电池的两极材料是什么？电解质溶液是什么？,干电池构造,负极(锌筒):Zn2e-=Zn2+正极(石墨):2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O电池总反应式:Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O,(1)干电池,思考二通过阅读回答:什么叫铅蓄电池?铅蓄电池的两极材料是什么？电解质溶液是什么？,(2)铅蓄电池,负极：Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,电池反应：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,(3)银锌纽扣电池组成:锌作负极,Ag2O作正极,KOH溶液作电解质。优点:电压高、工作效率高和贮存寿命长。,电极反应式是:Zn2e-+2OH-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应式为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO。,思考三通过阅读回答:什么叫燃料电池?氢氧燃料电池的正、负极反应物分别是什么物质?电解质溶液是什么?,氢氧燃料电池(碱性电解质),负极:2H24e-+4OH-=4H2O正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总反应式:2H2+O2=