1.2.1化学能转化为电能-电池课件高二上学期化学选择性必修1

第2节化学能转化为电能-原电池第1课时原电池的工作原理下图为氢氧燃料电池构成要素图，试回答下列问题：(1)燃料电池在工作时，H2和O2并没有接触，为什么在线路中会形成电流？分析：H2和O2在两个石墨电极上得失电子能力不同，在两个电极上形成电势差，H2在左侧石墨电极失去电子，电子在电势差的作用下经导线流向右侧石墨电极，氧气在右侧石墨电极上得到电子，从而形成电流。↘e-e-↗2H2+O2=2H2O负极：2H2--4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O氧化反应还原反应e-↑↓e-H+→←SO42-(2)稀硫酸在原电池中起到什么作用？如果换成乙醇，电流表指针还能偏转吗？分析：稀硫酸中存在自由移动的离子，起到传导电荷的作用，如换成乙醇，则电流表指针则不会偏转，因为乙醇为非电解质，无自由移动的离子，无法传导电荷，无法形成闭合回路，故电流表指针不会偏转。负极正极向外电路提供电子氧化反应接收电子还原反应e-阳离子阴离子e-离子导体

注：电子只能在外电路（导线）移动，内电路中(电解质溶液中)只有离子的移动还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。2.工作原理电子导体1.原电池:把化学能转化为电能的装置<活动.探究>Zn与CuSO4溶液反应的能量变化实验一：Zn与CuSO4溶液反应现象：Zn逐渐溶解，溶液蓝色逐渐变浅，有紫红色物质析出，温度计的示数升高实验二：Zn片+Cu片+CuSO4溶液现象：锌片逐渐溶解，铜片变粗,温度计的示数略有上升Zn+Cu2+=Zn2++Cu化学能转化为热能负极:Zn-2e-=Zn2+氧化反应正极:Cu2++2e-=Cu还原反应总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu化学能转化为电能和热能ZnCuSO4溶液

锌片失去电子，铜离子得到电子，两极之间溶液离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。电子不下水离子不水岸阅读：3.构成条件：⑴.能自发进行放热的氧化还原反应⑵.活泼性不同的两个电极（电极材料）负极：一般为较活泼金属正极：一般为较不活泼金属、石墨、金属氧化物等⑶.电解质溶液⑷形成闭合回路（离子导体和电子导体）注：①正极材料最好选择不与离子导体发生应且能导电的固体②原电池两极也可以都是惰性电极电极材料能否用Ca.Na、K？4.电极判断①电极材料②电子或电流的流向③阴阳离子的迁移方向④两极的反应类型⑤两极的现象【思索】原电池的正负极如何判断？5、电极反应和电池反应（1）电极反应①定义：电极上进行的半反应。②表示形式：电极反应式（2）电池反应【观察·思考】

下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不行，将如何改进使其形成原电池？CuZn

ZnSO4溶液CuSO4溶液CuZn

ZnSO4溶液CuSO4溶液改进的装置:【现象】

锌片逐渐溶解，铜片变厚，溶液的蓝色逐渐变浅，温度计的指数几乎不变，检流计的指针发生偏转。负极:Zn-2e-=Zn2+正极:Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu（3）特点:两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行，电极与电解质溶液不直接接触发生反应，避免直接发生化学反应而造成能量损失，清楚地揭示出电池中发生的化学反应。（2）盐桥的作用:（1）盐桥成分：通常装有琼脂凝胶，内含氯化钾或硝酸铵6、双液电池①将两个隔离的电解质溶液连接起来，形成闭合回路，传导电流②平衡电荷，通过盐桥中阴离子向负极区定向移动，阳离子向正极区定向移动，使两极电解质溶液保持电中性。7、应用（1）加快反应速率（2）判断金属活动性（3）设计原电池（4）制化学电源（5）金属的防护一般原电池中负极金属较活泼如：在锌与稀硫酸反应制氢气时，向稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液或改用粗锌与稀硫酸反应。X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）

A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞YC．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞XC⑶.设计原电池ZnZn片H+Cu片或石墨棒稀H2SO4或稀盐酸导线稀H2SO4铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解，电流表指针发生偏转负极反应物和负极材料正极反应物和正极材料↗↘原电池装置图思考：1、请将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池【思考】你的设计方案是什么？Ag替换为比Fe不活泼的金属、