化学能转化为电能1

1、课时课时1 原电池原电池生活中的电池生活中的电池普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑笔记本电脑 专用电池专用电池 摄像机摄像机专用电池专用电池 “神六神六”用用太阳能电池太阳能电池我国自主研发的燃料电池车我国自主研发的燃料电池车 化学能化学能 电能电能原电池原电池学习目标：学习目标：1.掌握原电池的工作原理掌握原电池的工作原理 会书写电极反应式会书写电极反应式2.掌握原电池的构成条件掌握原电池的构成条件 会判断原电池及正负极会判断原电池及正负极实验实验现象现象结论或解释结论或解释实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3 实验实验4 4 锌片上有气泡锌片上有气泡锌与稀

2、硫酸反锌与稀硫酸反应生成氢气应生成氢气铜与硫酸不反应铜与硫酸不反应铜片上无气泡铜片上无气泡铜片上有气泡铜片上有气泡电流计指针电流计指针偏转偏转铜片上铜片上有气泡有气泡导线中有导线中有电流通过电流通过同上同上同上同上问题探究问题探究（1）铜片上的气体是什么？）铜片上的气体是什么？（2）这种气体是怎么产生的吗？）这种气体是怎么产生的吗？( 3 )若你认为该气体是氢气，若你认为该气体是氢气，氢离子转变为氢气时所需要的电子从何氢离子转变为氢气时所需要的电子从何而来？而来？原电池实质：氧化还原反应。原电池实质：氧化还原反应。 这一现象早在这一现象早在1799年就被意大利物理学家伏打年就被意大利物理学家伏

3、打捕捉并加以研究，发明世界上第一个电池捕捉并加以研究，发明世界上第一个电池-伏打伏打电池，即电池，即ZnCu原电池原电池(电解液用的是盐水电解液用的是盐水)。后。后人沿着伏打的足迹继续前进，去发明各种电池，人沿着伏打的足迹继续前进，去发明各种电池，有人失败了，有人成功了，经过多少代人的努力，有人失败了，有人成功了，经过多少代人的努力，才有了今天我们使用的各种各样的电池。才有了今天我们使用的各种各样的电池。Zn 2e- = Zn2+2H+ + 2e- = H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：电极反应式电极反应式：11负极负极正极正极Zn-2e-=Z

4、n2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应还原剂失去的还原剂失去的电子从锌极流电子从锌极流出出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向一一 、 原电池工作原理：原电池工作原理：较活泼的一极：较活泼的一极：较不活泼的一极：较不活泼的一极：负极（负极（ ）正极（正极（ ）一般情况下：一般情况下：负极：负极：正极：正极：电子流电子流 的一极，的一极， 电子，发生电子，发生 反应反应电子流电子流 的一极，的一极， 电子，发生电子，发生 反应反

5、应失失氧化氧化出出得得还原还原入入ZnCu电子流向：电子由电池的电子流向：电子由电池的极沿导线流向极沿导线流向极极负负正正电解质溶液中离子移动方向：电解质溶液中离子移动方向： 阳离子定向移动到阳离子定向移动到 极，阴离子定向移动到极，阴离子定向移动到极极正正负负CuZn 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸ZnZn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2观察与比较观察与比较总：总：原电池与普通的氧化还原反应原电池与普通的氧化还原反应最大不同是：最大不同是：氧化反应（负极）、还原反应（正极）氧化反应（负极）、还原反应（正极）分开进行分开进行。（两个半反应）。（两个半反应

6、）其次，速率大其次，速率大CuZn 稀硫酸稀硫酸Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2观察与比较观察与比较总：总：CZn 稀硫酸稀硫酸总：总：负负负负正正正正本质：本质：负极和电解质溶液发生氧化还原反应，负极和电解质溶液发生氧化还原反应，正极被保护正极被保护实验实验探究探究 一一形成条件一形成条件一： 导电的导电的两个两个电极电极 ，一般，活泼性不同活泼性不同负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或石墨等正极：较不活泼的金属或石墨等二、二、 原电池的构成条件：原电池的构成条件：形成条件二：电极需插进形成条件二：电极需插进电解质溶液电解

7、质溶液中中实验实验探究探究 二二形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路实验实验探究探究 三三形成条件四：必须存在形成条件四：必须存在自发自发的、放热的、的、放热的、 氧化还原氧化还原反应反应实验实验探究探究 四四(1) 有有活泼性不同活泼性不同的两个电极（金属、石墨）的两个电极（金属、石墨）(2) 电解质溶液电解质溶液（3 3）形成）形成闭合回路闭合回路( 4 ) 自发进行的、放热的、氧化还原反应自发进行的、放热的、氧化还原反应。二、二、 原电池的构成条件：原电池的构成条件：思考思考：讲的故事中贵妇人经常头痛的原因是什么？如何医治？回应故事情境回应故事情境 1、原电池的判断、

8、原电池的判断2、正负极的判断、正负极的判断CCu 硝酸银溶硝酸银溶液液CuAg 稀硫酸稀硫酸CuZn 蔗糖溶液蔗糖溶液CuZn 稀硫酸稀硫酸CZn 稀硫酸稀硫酸CuZn 稀硫酸稀硫酸思考：下列哪些可以形成原电池思考：下列哪些可以形成原电池 下列装置哪些可以形成原电池下列装置哪些可以形成原电池 ( )AAAAAAZn CuFe C(石墨石墨) Zn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe CuSi C(石墨石墨) CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C D稀稀H2SO4 CuSO4溶液溶液 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G HABCDABCD浸有稀硫酸浸有稀硫酸的棉花团的棉花团生铁

9、生铁试试一一试试1、判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式出正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu 正负极的判断正负极的判断负极负极正极正极失失e- 得得电流电流阴离子阴离子阳离

10、子阳离子发生发生氧化氧化反应反应发生发生还原还原反应反应总结：原电池中正、负极的判断方法有哪些？总结：原电池中正、负极的判断方法有哪些？原理原理（活泼性的金属一般为负极）（活泼性的金属一般为负极）、电流的方向电流的方向、金属的活泼性金属的活泼性电子的流向电子的流向、阴阳离子的移动方向阴阳离子的移动方向、氧化还原反应氧化还原反应、现象现象1、 X、Y、Z都是金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硝酸的硝酸盐溶液中，盐溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原组成原电池时，电池时，Y是电池的负极。是电池的负极。X、Y、Z三种金三种金属的活动性顺序为属的活动性顺序为( )A XYZ B XZ

11、Y C YXZ D YZXC2、 四种金属，四种金属， 形形成原电池时，外电路电流成原电池时，外电路电流 ； 形成原电池时，形成原电池时， 为正极；为正极； 形成原电池时，形成原电池时， 上有气泡冒出；上有气泡冒出； 形成原电池时，形成原电池时， 的质量减小，四种的质量减小，四种金属活动性由大到小的是金属活动性由大到小的是 ( )( ) 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反

12、应式 ： 负极负极: . 正极正极: . MgAlNaOHCuAl浓硝酸浓硝酸负负正正负负正正原电池的应用原电池的应用加快化学反应速率加快化学反应速率钢铁的腐蚀与防护钢铁的腐蚀与防护化学电源化学电源生铁生铁NaCl溶液溶液生铁生铁稀硫酸稀硫酸负极负极：正极正极：总反应总反应：Fe2e- Fe2+2H+2e- H2Fe+2H+Fe2+H2正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- - = 4OH- -总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2负极：负极：Fe - 2e- - = Fe2+析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀(强酸性条件下强酸性条件下)(弱酸性或中性条件下弱酸性或中性条件

13、下)生铁生铁NaCl溶液溶液正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- - = 4OH- -总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2负极：负极：2Fe - 4e- - = 2Fe2+吸氧腐蚀吸氧腐蚀(弱酸性或中性条件下弱酸性或中性条件下)4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O铁锈铁锈氢氧燃料电池氢氧燃料电池总反应：总反应：2H2+O22H2O酸性酸性条件条件（H2SO4）负负 正正负：负：2H+正：正：+4H+2H2OH2 2e-O2 + 4e-中性中性条件条件（NaCl）负：负：正：正：H2 2e-O2 + 4e-2H+

14、2H2O 4OH-碱性碱性条件条件（NaOH）负：负：正：正： O2 + 4e-+ 2H2O 4OH-H2 2e-+2OH-2H2OC/PtC/Pt原电池原电池 总结总结1、负极与电解质溶液发生反应、负极与电解质溶液发生反应CuZn 稀硫酸稀硫酸CuZn 硫酸铜溶液硫酸铜溶液AgCu 硝酸银溶液硝酸银溶液CFe 稀硫酸稀硫酸2、负极与电解质溶液不反应、负极与电解质溶液不反应CFe NaClNaCl溶液溶液析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀3、燃料电池、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池酸性酸性中性中性碱性碱性CC 电解质溶液电解质溶液锂电池锂电池化学电池化学电池利用原电池原理制造的供电装置利用原电

15、池原理制造的供电装置分类分类一次电池一次电池不可充电电池不可充电电池如：干电池如：干电池二次电池二次电池充电电池充电电池如：蓄电池如：蓄电池燃料电池燃料电池811.一次电池（如干电池）一次电池（如干电池）: :用过后不能复原用过后不能复原干电池 Zn- Mn普通普通干电池干电池822.二次电池（如蓄电池）二次电池（如蓄电池）: :充电后能继续使用充电后能继续使用银锌银锌纽纽扣电池扣电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的的 ，负极板是海绵状的，负极板

16、是海绵状的 ，两极均，两极均浸入浸入 溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。塑料隔开。 负极：负极： 正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：铅蓄电池铅蓄电池PbO2金属铅金属铅硫酸硫酸Pb+SO42- 2e-=PbSO4PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2OPb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O843.燃料电池燃料电池常见的燃料电池有常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝烷燃料电池、铝- -空空气燃料电池、熔融气燃料电池、熔融盐燃料电池等。盐燃料电池等。氢氧燃料电池电极反应氢氧燃料电池电极反应总

17、反应：总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-练习练习1 1、对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（、对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（ ）A A电子流入的一极为正极电子流入的一极为正极 B B比较不活泼的一极为正极比较不活泼的一极为正极C C电子流出的一极为负极电子流出的一极为负极 D D发生氧化反应的一极为正极发生氧化反应的一极为正极2 2、

18、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的酸性（的酸性（ ）A A不变不变 B B先变小，后变大先变小，后变大C C逐渐变大逐渐变大 D D逐渐变小逐渐变小DD3 3、X X、Y Y、Z Z都是金属，把都是金属，把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，X X的的表面有表面有Z Z析出，析出，X X与与Y Y组成原电池时，组成原电池时，Y Y是电池的负极。是电池的负极。X X、Y Y、Z Z三种金属的活动性顺序为三种金属的活动性顺序为( )( )A XYZ B XZY C YXZ D YZXA XYZ B XZY C YXZ D

19、 YZXC4 4、在下列各种变化中，属于原电池反应的是（、在下列各种变化中，属于原电池反应的是（ ）A A在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B B白铁白铁( (镀锌铁镀锌铁) )表面有划损时，也能阻止铁被氧化表面有划损时，也能阻止铁被氧化C C红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色的保护层红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色的保护层D D铁与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液后可使铁与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液后可使反应加速反应加速5 5、某种锂电池的总反应为、某种锂电池的总反应为Li + MnOLi + MnO2 2 = LiMnO= LiMnO2 2, ,下

20、列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A. LiA. Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为 Li Li e e- - = Li= Li+ +B. LiB. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 Li Li e e- - = Li= Li+ +C. LiC. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 MnOMnO2 2 + e+ e- - = MnO= MnO2 2 D. LiD. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 Li Li 2e2e- - = Li= Li2+2+BBD6 6、关于锌、关于锌- -铜铜 稀硫酸原电池的说法正确的是（稀硫酸原电池的说法正确的是（ ） A A锌是负极，铜是正极锌是负极，铜是正极 B B锌片发生还原反应锌片发生还原反应 C C负极的反应式为：负极的反应式为：2H2H+ + + 2e + 2e- - =H =H2 2 D D电子由铜片经导线流向锌片电子由铜片经导线流向锌片A7.7.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金