苏教版化学能与电能的转换

第二页第二页，共82页。第三页第三页，共82页。第四页第四页，共82页。⑴,将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？⑵,将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？演示探究第五页第五页，共82页。⑷，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？⑶，将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？第六页第六页，共82页。⑸，导线间接一电流计有何现象产生？为什么？⑹，用一干电池连接电流计验证电子流向，确定Zn片,Cu片的正负极是怎样的？第七页第七页，共82页。实验现象实验结论实验1实验2实验3实验4铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。铜片上有无色气体产生，锌片无明显现象。铜片上有无色气体产生，锌片无明显现象，电流计发生偏转。H+在铜片上得到电子被还原成氢气。H+在铜片上得到电子被还原成氢气，说明有电子从锌片流入到铜片.铜片与稀硫酸不反应，2H++Zn=Zn2++H2铜片与稀硫酸不反应，2H++Zn=Zn2++H2第八页第八页，共82页。原电池

问题探究

1、你能找到原电池的正负极吗?这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的？定义:把化学能转变为电能的装置。

电子由锌片经导线流向铜片，电流由铜片流出，从锌片流入。第九页第九页，共82页。、锌片：Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）铜片：2H++2e－＝H2↑（还原反应）

问题探究

2、你知道原电池的工作原理吗？能不能写出在二个电极上的离子反应方程式？原电池的工作原理：氧化还原反应第十页第十页，共82页。电极材料电极反应反应类型原电池的电极Zn片Cu片电池总反应氧化反应Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑负极正极Zn+2H+＝Zn2++H2↑锌铜原电池原理还原反应第十一页第十一页，共82页。负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2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-电流方向第十二页第十二页，共82页。意大利物理学家亚历山德罗.伏打(AlessandroVolta)伏打电池第十三页第十三页，共82页。1.原电池：将化学能转化成电能的装置化学能转化为电能原电池的原理：氧化还原反应总反应：2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）正极：负极：（氧化反应）（还原反应）2.电极反应第十四页第十四页，共82页。实验探究形成原电池的条件形成条件一：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、石墨等第十五页第十五页，共82页。形成条件二：电极需插进电解质溶液中实验探究形成原电池的条件第十六页第十六页，共82页。形成条件三：必须形成闭合回路实验探究形成原电池的条件第十七页第十七页，共82页。实验探究形成原电池的条件形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应第十八页第十八页，共82页。3.构成原电池的条件(1)有活泼性不同的两个电极(2)两电极都接触电解质溶液（3）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路(4)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。第十九页第十九页，共82页。电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极阳离子原电池工作原理：第二十页第二十页，共82页。第二十一页第二十一页，共82页。第二十二页第二十二页，共82页。动脑动手有下列材料：Zn片、Cu片、导线、水果

、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转。第二十三页第二十三页，共82页。第二十四页第二十四页，共82页。本节要点:1，原电池概念。2，构成原电池的条件。3，原电池的正负极和电子流向判断。4，原电池的工作原理。小结第二十五页第二十五页，共82页。例题：

把A、B、C、D4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，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞D②

A＞BC＞DA＞CD＞B第二十六页第二十六页，共82页。试一试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.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第二十七页第二十七页，共82页。⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++Cu第二十八页第二十八页，共82页。２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种金属，将Ａ和Ｂ用导线连接起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将Ａ、Ｄ分别放入等浓度盐酸中，Ｄ比Ａ反应剧烈。将Ｃｕ浸入Ｂ的盐溶液中无明显变化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的盐溶液中，有金属Ｃ析出。其活动顺序为：（）Ａ、ＤＣＡＢＢ、ＤＡＢＣＣ、ＤＢＡＣＤ、ＢＡＤＣB第二十九页第二十九页，共82页。3、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是（）ABCD正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C第三十页第三十页，共82页。二、原电池原理的应用第三十一页第三十一页，共82页。第三十二页第三十二页，共82页。第三十三页第三十三页，共82页。二、原电池原理的应用：1、研制分析化学电源；2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率3、寻找钢铁防腐蚀的方法4、原电池的设计……

阅读教材39页资料卡分析钢铁电化学腐蚀的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。第三十四页第三十四页，共82页。钢铁的吸氧腐蚀原理：在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的原电池。负极：Fe—2e—=Fe2+正极：2H20+O2+4e—=4OH—Fe2++2OH—=Fe（OH）24Fe（OH）2

+2H20+O2=4Fe（OH）32Fe（OH）3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl第三十五页第三十五页，共82页。钢铁的防腐蚀：（1）覆盖保护层；（2）改变金属内部结构；（3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；（4）钢铁连接电源负极。第三十六页第三十六页，共82页。4、原电池的设计（1）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。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.

正极:.第三十七页第三十七页，共82页。4.原电池的设计（2）将氧化还原反应：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计成一个原电池。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.

正极:.第三十八页第三十八页，共82页。4.原电池的设计（3）将氧化还原反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪设计成一个原电池。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.

正极:.第三十九页第三十九页，共82页。4.原电池的设计（4）将氧化还原反应：Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2￪设计成一个原电池。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.

正极:.第四十页第四十页，共82页。

问题探究将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸中,是否构成了原电池?

若构成了原电池,负极材料是什么?电极反应式?第四十一页第四十一页，共82页。4.化学电源（1）一次电池（如干电池）:用过后不能复原（2）二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用（3）燃料电池（4）海水电池

第四十二页第四十二页，共82页。负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O干电池——Zn-Mn普通干电池（1）一次电池第四十三页第四十三页，共82页。锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2,负极材料为Zn，还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，总：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH请写出电极反应式并分析其工作原理。负极：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-

=2MnO（OH）

+2OH－

总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO（OH）碱性Zn-Mn干电池第四十四页第四十四页，共82页。

银锌电池—钮扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为：

负极：Zn+2OH--2e-

=

ZnO+H2O

正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌纽扣电池总反应式为：Zn+

Ag2O=

ZnO+2Ag（2）二次电池第四十五页第四十五页，共82页。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：PbH2SO4溶液负极（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：第四十六页第四十六页，共82页。负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O电池总反应：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O阴极：PbSO4+2e-

＝Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O＝PbO2+SO42-+4H++2e-

电池总反应：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+铅蓄电池的放电过程——原电池铅蓄电池的充电过程——电解池放电充电2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程第四十七页第四十七页，共82页。

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”优点：效率高、无污染，装置可持续使用

燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池

（3）新型燃料电池演示探究教材40页第四十八页第四十八页，共82页。燃料电池负极：2H2+4OH--4e-=4H2O

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应：O2+2H2=2H2O常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。如图电池反应第四十九页第四十九页，共82页。（4）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↓第五十页第五十页，共82页。怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？

书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。正极反应一般为

①酸性介质

②碱性介质O2+4H++4e－=2H2OO2+2H2O+4e－=4OH-第五十一页第五十一页，共82页。CH4、O2、NaOH组成的燃料电池1.燃烧总化学反应：

CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料电池总反应：

3.正极：4.负极：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－=8OH-CH4+10OH--8e－=CO32-+7H2O第五十二页第五十二页，共82页。甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。据此回答：

(1)甲醇是

极,电极反应式是:

;(2)电池反应的离子方程式:

2CH3OH+16OH--12e－=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O.

负第五十三页第五十三页，共82页。第二课时电能转化为化学能第五十四页第五十四页，共82页。

在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？

实例被电解物质

电解产物

化学方程式电解水水H2、O22H2O==2H2￪

+O2￪电解食盐水H2O、NaClNaOH、H2、

Cl22NaCl+2H2O=2NaOH+H2￪

+

Cl2￪电解融熔氯化钠NaClNa、Cl22NaCl=2NaCl+

Cl2￪电解融熔氧化铝Al2O3Al、O22Al2O3==2Al+3O2￪第五十五页第五十五页，共82页。

在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。（1）接电源负极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿，电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）接电源正极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿，电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）电解反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）在上述电解反应中，被氧化的物质是＿＿＿＿，被还原的物质是＿＿＿＿。（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，有什么不同？为什么？有铜析出Cu2++2e-=Cu有Cl2放出2Cl--2e-=Cl2CuCl2

==Cu+Cl2￪

CuCl2CuCl2因参与电解的微粒不同。第五十六页第五十六页，共82页。电解氯化铜溶液微观模拟第五十七页第五十七页，共82页。三.电解原理及电解池

3.电极名称和电极反应

与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。构成电解池有什么条件？构成条件:（1）与外加电源相连的两个电极

（2）有电解质溶液（3）形成闭合回路1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程.2.电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽第五十八页第五十八页，共82页。阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应4.电极的判断e－e－CC阴极阳极电解质溶液5.电子、离子的流向电子从阳极通过电源流向阴极阳离子在电解质溶液中移向阴极阴离子在电解质溶液中移向阳极第五十九页第五十九页，共82页。比较原电池、电解池的异同点。原电池电解池定义化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应将电能转变成化学能的装置。非自发的氧化还原反应形成条件①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③形成闭合回路电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应原电池、电解池的比较！！11第六十页第六十页，共82页。稀硫酸稀硫酸稀硫酸硫酸

ABCD例题1：下列装置中属于原电池的是（）属于电解池的是（）

BCD怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；第六十一页第六十一页，共82页。练习分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。第六十二页第六十二页，共82页。

多池组合判断：

①无外电源：一池为原电池，其余为电解池；②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池。

第六十三页第六十三页，共82页。6.电极产物的判断及电极反应的书写阳极:先看电极后看溶液

(1)活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂)(2)惰性电极:溶液中阴离子失去电子,

失电子能力为:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-阴极:溶液中阳离子得电子,得电子能力为:

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）

>Al3+>Mg2+>……

第六十四页第六十四页，共82页。阴极：___电子，发生____反应，离子 _____越强，反应越容易。常见阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+阳极：___电子，发生____反应，离子 _____越强，反应越容易。①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F得还原氧化性失氧化还原性离子放电规律第六十五页第六十五页，共82页。记笔记分析电解反应的一般思路溶液中存在的离子两极上的电极反应离子的移动方向及放电顺序判断电解池的阴、阳极第六十六页第六十六页，共82页。电解Na2SO4溶液的分析阴极阳极氧气氢气阳极:4OH--4e-=2H2O+O2

实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4

阴极:

4H++4e-=2H2变大不变

加H2O2H2O===2H2↑+O2↑通电第六十七页第六十七页，共82页。如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑

总反应：2H2O＝＝O2↑+2H2↑

电解

电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。用惰性电极电解电解质溶液规律(1)电解水型：第六十八页第六十八页，共82页。电解CuCl2溶液的分析阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2

CuCl2Cu+Cl2↑电解阳极：2Cl--2e-=Cl2阴极：Cu2++2e-=2Cu减小增大

加CuCl2第六十九页第六十九页，共82页。如电解盐酸、CuCl2溶液等

电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑

电解电解盐酸(2)电解本身：第七十页第七十页，共82页。电解CuSO4溶液的分析阴极阳极氧气铜实例电极反应浓度PH值复原CuSO4

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4电解阴极：Cu2++2e-=Cu减小

加CuO阳极:4OH--4e-=2H2O+O2

减小第七十一页第七十一页，共82页。如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

电解

电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解CuSO4溶液(3)放氧生酸型：第七十二页第七十二页，共82页。电解NaCl溶液的分析阴极阳极氢气氯气实例电极反应浓度PH值复原NaCl

阳极:2Cl--2e-=Cl2阴极:2H++2e-=H22NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑电解减小增大

加HCl第七十三页第七十三页，共82页。如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。

电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl气体。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑

总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑

电解(4)放氢生碱型：第七十四页第七十四页，共82页。2.（2002广东10）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应高考题例析BC第七十五页第七十五页，共82页。3.（05全国卷I）11．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时