必修2第二节化学能与电能(2课时)

1、 (4)(4)能自发进行氧化还原反应能自发进行氧化还原反应课件制作：慧谷文化传播有限公司 制作时间：2010-9-25知识点知识点回顾回顾1：原电池的构成及工作原理：原电池的构成及工作原理练习练习1在下图的在下图的8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是_。课件制作：慧谷文化传播有限公司 制作时间：2010-9-25解析解析中无两电极，中两电极的活动性应不同，中无两电极，中两电极的活动性应不同，中无电解质溶液，中不形成闭合回路，只有满足中无电解质溶液，中不形成闭合回路，只有满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是，被误认

2、为无导线相连构不成闭合回路，被误认为，被误认为无导线相连构不成闭合回路，被误认为应插入同一装置中而漏选。应插入同一装置中而漏选。答案答案跟踪练习跟踪练习2下列装置能构成原电池的是下列装置能构成原电池的是()答案答案B课件制作：慧谷文化传播有限公司 制作时间：2010-9-25知识点知识点回顾回顾2：原电池的设计：原电池的设计练习练习3如图如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶溶液。液。(1)片刻后可观察到的现象是片刻后可观

3、察到的现象是_。A铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状态不变保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是产生上述现象的原因是_。(3)欲使图欲使图中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是_。D加加CuSO4溶液后，构成溶液后，构成FeAg原电池，原电池，Fe溶解，铁圈减轻，溶解，铁圈减轻，Cu2在银圈上得在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重电子，沉积在银圈上，银圈增重找一种比铁不活泼的金属找一种比铁不活泼的金属(如如Cu)或非金属或非金属(如石墨如石墨)与铁棒

4、与铁棒用导线相连接用导线相连接(或直接接触或直接接触)，插入该溶液中构成原电池，插入该溶液中构成原电池课件制作：慧谷文化传播有限公司 制作时间：2010-9-25跟踪练习跟踪练习4某同学根据原电池原理设计了某同学根据原电池原理设计了“苹果电苹果电池池”(如图如图)，下列有关说法中正确的是，下列有关说法中正确的是()A将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了B铁片是此铁片是此“苹果电池苹果电池”的正极的正极C苹果里有电解质溶液苹果里有电解质溶液D一段时间后取出一段时间后取出Cu片，其质量减少片，其质量减少答案答案C思考：如何改进伏打电池思考：如何改进伏打电池将电解质由液体改为

5、固体二、常见的化学电池二、常见的化学电池1.干电池干电池(一次性电池一次性电池)电极电极: :ZnZn为负极为负极, ,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉糊和淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，粉末，吸收正极产生的吸收正极产生的H H2 2，防止产生极化现，防止产生极化现象。象。电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):(Zn):ZnZn2e2e- -ZnZn2 2正极正极(C)(C)：2MnO2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- -= Mn= Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+

6、H+H2 2O O干电池的优点是：使用方便、体积小、干电池的优点是：使用方便、体积小、便于携带、便于携带、可任意组合成所需要电压的可任意组合成所需要电压的直流电源直流电源等等干电池的缺点：能量小、使用寿命短、干电池的缺点：能量小、使用寿命短、对环境污染很严重、存放期短等对环境污染很严重、存放期短等电极：电极：PbPb为负极为负极, PbO, PbO2 2为正极为正极. . 电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 电极反应式电极反应式: : 放电时：放电时：铅蓄电池铅蓄电池: : 负极负极(Pb) (Pb) ：PbPbSOSO4 42-2-2e2e- -PbSOP

7、bSO4 4 正极正极(PbO(PbO2 2) )： PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 22e2e- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O总电池反应总电池反应: :PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O充电时充电时： 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4通电通电3、锂电池、锂电池4、新型燃料电池、新型燃料电池负极负极正极正极氢氧氢氧燃料电池燃料电池电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极反应原理反应原理:a.电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液负极

8、负极:正极正极: 总反应：总反应：b.电解质溶液电解质溶液: HCl (盐酸盐酸)负极负极 : 正极正极:总反应：总反应： 2H2+4OH4e-4H2OO22H2O 4e-4OH 2H2O22H2O2H2-4e-=4H+O2+4H+4e- =2H2O2H2O22H2O银锌电池银锌电池ZnZn为负极为负极, Ag, Ag2 2O O为正极为正极 电解液电解液: KOH: KOH溶液溶液电极反应式电极反应式: : 负极负极: :ZnZn2OH2OH2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正极正极: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH总反应式总反应式

9、: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 21）化学电池有三大类型：）化学电池有三大类型： 、 、 . 一次性电池一次性电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 2）特点：）特点：一次电池：不可充电，一次电池：不可充电， 如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）二次电池：可循环利用，二次电池：可循环利用， 放电过程是将放电过程是将 能转化为能转化为 能；能； 充电过程是将充电过程是将 能转化为能转化为 能。能。燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂

10、连续使用， 最理想的燃料是最理想的燃料是 。（1）产物为水，无污染）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广）来源广化学化学 电电 电电 化学化学H2 3、 书写电极反应式，注意几点：书写电极反应式，注意几点： （1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应式的一切规则；反应式的一切规则；（2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子）负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关；所得还原产物，与溶液的酸碱性有关；(3)两极电极反应式中的电子得失数目（一般）两极电极反应

11、式中的电子得失数目（一般）保持相等。保持相等。 （4）两极反应相加得到总反应，总反应减去）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。得到负极反应。 1. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、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，目前已研制成功能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是某种锂电池的总反应式是LiMnO2 LiMnO2。下列说法正确的是。下列说法正确的是( )A. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Lie-Li+B. Li

12、是正极，电极反应为是正极，电极反应为Lie-Li-C. MnO2是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnO2e-MnO2 -D. 锂电池是一种环保型电池锂电池是一种环保型电池AD 请在图上标出电子的流动方向和电流方向请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.ZnFeFe+2H+ = Fe 2+ +H2 2H+2e - = H2AgFe2e - = Fe 2+Zn+Cu2+ = Zn2 + CuCu2+ +2e - = CuCuZn2e - = Zn2+Ie-e-I 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

13、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。拓拓 展：展：Fe 2e - = Fe 2+铁铁铜、石墨或比铁铜、石墨或比铁硫酸铜、氯化铜、硝酸铜硫酸铜、氯化铜、硝酸铜 等可溶性铜盐溶液等可溶性铜盐溶液不活泼的其他金属不活泼的其他金属Cu2+ +2e - = Cu 湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校一、原电池的构成条件及工作原理一、原电池的构成条件及工作原理1原电池的构成条件：原电池的构成条件：(1)具有活动性不同的两种电极材料。具有活动性不同的两种电极材料。(2)电极材料与电解质溶液接触。电极材料与电解质溶液接触。(

14、3)组成闭合回路。组成闭合回路。 （4）能自发进行氧化还原反应）能自发进行氧化还原反应2原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。子被还原。湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校特别提醒特别提醒自发进行的氧化还原反应，理论上可组成自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。原电池。形成闭合回路的方式有多种，可以是导线形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个

15、电极，也可以是两电极接触。如下图：连接两个电极，也可以是两电极接触。如下图：二、二、原电池电极名称的确定方法原电池电极名称的确定方法1、根据电极材料的性质确定。根据电极材料的性质确定。通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、化合物是正极。化合物是正极。2、根据电极反应的本身确定。根据电极反应的本身确定。失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极负失氧负失氧正得还正得还3、根据电子或电流流动方向（外电路）根据电子或电流流动方向（外电路）：电子从负极流出电子从负极流出 沿导线沿导线 流入正极流入正极电流从

16、正极流出电流从正极流出 沿导线沿导线 流入负极流入负极5、根据离子方程式判断、根据离子方程式判断（负极）（负极）（在正极）（在正极） 6、负极往往会溶解，正极往往会产生、负极往往会溶解，正极往往会产生气泡或者增重气泡或者增重Fe+Cu2+=Fe2+Cu4、根据离子的定向移动（内电路）、根据离子的定向移动（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校特别提醒特别提醒原电池的负极失去电子的总数等于正原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数，遵循电子守恒。极得到电子的总数，遵循电子守恒。原电池正负极的判断不仅

17、要看两极活原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：类。例如：Mg、Al为电极，若以为电极，若以H2SO4溶液溶液为电解质溶液，则为电解质溶液，则Mg为负极；若以为负极；若以NaOH溶溶液为电解质溶液，则液为电解质溶液，则Al为负极。为负极。湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校三、原电池的设计三、原电池的设计任何自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，任何自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，一般思路是先依据反应式确定电极材料，然后判断电解一般思路是先依据反应式确定电极材料，然后判断电解质溶液，注意构

18、成原电池的条件。质溶液，注意构成原电池的条件。1以自发进行的氧化还原反应为基础以自发进行的氧化还原反应为基础，如：，如：ZnCu2Zn2Cu。2把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。半反应，从而确定电极反应。氧化反应氧化反应(负极负极)：Zn2eZn2；还原反应；还原反应(正极正极)：Cu22eCu。3以两极反应为根据，确定电极材料及电解质溶液。以两极反应为根据，确定电极材料及电解质溶液。负极材料为负极材料为Zn，正极材料的活动性比，正极材料的活动性比Zn弱，多采用石墨、弱，多采用石墨、Cu等。电解质溶液要含有等。电解质溶

19、液要含有Cu2，可以为，可以为CuCl2溶液或溶液或CuSO4溶液。溶液。4结合原电池的构成条件，画出装置图。结合原电池的构成条件，画出装置图。湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校四四、原电池原理的应用、原电池原理的应用1利用原电池反应原理加快化学反应利用原电池反应原理加快化学反应速率。速率。实验室常用粗锌或向酸溶液中加入少实验室常用粗锌或向酸溶液中加入少量硫酸铜溶液，来加快生成氢气的速率。其量硫酸铜溶液，来加快生成氢气的速率。其原因是锌与粗锌的杂质或锌与从硫酸铜中置原因是锌与粗锌的杂质或锌与从硫酸铜中置换出的铜与酸溶液形成原电池，加快了锌的换出的铜与酸溶液形成原电池，加快

20、了锌的反应。反应。2判断金属的纯度：判断金属的纯度：在在“ZnCuH2SO4”构成的原电池中，锌极失去电子发生构成的原电池中，锌极失去电子发生氧化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上氧化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上得到电子发生还原反应，放出氢气。若在锌得到电子发生还原反应，放出氢气。若在锌极上也有氢气放出，则说明锌极是不纯的。极上也有氢气放出，则说明锌极是不纯的。湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校3比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。如图所示装置中，如图所示装置中，A和和B都是金属单质，电解质溶液是稀硫酸。如果都是金属单质，电解质溶液是稀硫酸。如果A上产上产生气泡

21、，则金属活动性：生气泡，则金属活动性：AB。4抑制金属的腐蚀抑制金属的腐蚀。简单地说，金属腐蚀就是金。简单地说，金属腐蚀就是金属被氧化。还以上图为例，若金属属被氧化。还以上图为例，若金属A是负极，则是负极，则A被氧化被氧化(被腐蚀被腐蚀)，金属，金属B受保护；若金属受保护；若金属A是正极，是正极，则金属则金属B被氧化被氧化(被腐蚀被腐蚀)，金属，金属A受保护。由此可受保护。由此可知，可以利用原电池原理来抑制金属的腐蚀。知，可以利用原电池原理来抑制金属的腐蚀。湖南省长沙市一中卫星远程学校湖南省长沙市一中卫星远程学校五五、电化学反应式的书写、电化学反应式的书写1书写要遵循的原则书写要遵循的原则原电池的电极反应均是原电池的电极反应均是氧化还原反应氧化还原反应，因此电极反应式的书写，因此电极反应式的书写要遵循要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒质量守