2.3.1化学能转化为电能详解

化学能转变为电能原电池原理现象:锌片上有气泡冒出,铜片上无明显现象结论:锌与硫酸反应生成H2在锌片析出现象:锌片逐渐溶解有气泡冒出,铜片上无明显现象实验2:把一块锌片和铜片,同时插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象结论:锌与硫酸反应生成H2在锌片析出实验1:把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象实验探究实验3:用导线把实验2中的铜片和锌片连接起来,观察现象现象:锌片逐渐溶解,铜片上有气泡出现结论:H+在铜片上得到电子,生成H2实验4:在导线中间连接一个灵敏电流计,观察现象现象:灵敏电流计指针发生偏转闭合回路中有电流结论: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.锌片铜片的质量有无变化?溶液如何变化?3.从能量变化的角度分析这是什么装置?讨论与交流GZnCuH2SO4e-↑↓e-化学能转变为电能的装置原电池氧化反应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↑阴离子阳离子负极正极一、原电池：将化学能直接转变成电的装置1、原电池原理二、原电池的构成条件(1)有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极(2)电极均插入电解质溶液(3)两电极相连(直接或间接)形成闭合回路(4)有一个自发的氧化还原反应(关键)GZnCuH2SO4判断:下列装置属于原电池的是GZnCu酒精GZnZnH2SO4GZnCuCuSO4GZnCH2SO4如何判定装置的正、负极？思考三、判定正、负极的方法①两极材料:活泼性强的金属为负极,活泼性弱的金属或能导电的非金属为正极；②电流或电子流动方向:电流由正极流向负极,电子由负极流向正极;

③实验现象:溶解(或减轻)的为负极,增重或有气泡产生的一极为正极⑤溶液中离子流动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；④两极发生的变化：负极失电子（氧化反应），正极得电子（还原反应）；总反应:2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑(离子方程式）正极:负极:(氧化反应)四、电极反应的书写GZnCuH2SO4(还原反应)写一写:写出下列装置的电极反应式及总反应方程式GZnCuCuSO4GZnCH2SO4GZnCAgNO3练习⒈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↑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++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑥(×)2、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4溶液中，下列各叙述正确的是（）A、正极附近（SO42-）的浓度逐渐增大B、负极附近（SO42-）的浓度逐渐增大C、正极负极附近基本不变D、锌片、铜片同时有气泡冒出时，说明锌片不纯。BD3.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＞D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CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2五、金属的电化学腐蚀指不纯的金属（或合金）在电解质溶液中的腐蚀，是有电流参与作用的腐蚀。负极（Fe）：2Fe-4e‾=2Fe2+正极（C）：2H2O＋O2＋4e‾=4OH‾Fe2+与OH-形成Fe(OH)2，又被氧化成Fe(OH)3，分解后形成铁锈Fe2O3.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触的氧化剂反应不纯金属或合金与电解质溶液接触现象没有电流产生微弱电流反应金属被氧化活泼金属被氧化相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀同步发生化学腐蚀与电化学腐蚀比较市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等.热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量,使用完后,会发现袋内有许多铁锈生成,回答:(1)热敷袋放出的热量来源于

放出的热量.(2)碳粉的作用是

.(3)加入NaCl的作用是

.(4)写出有关的电极反应式和化学方程式

.

【活用所学】

答案（1）铁屑被氧化

（2）碳粉与铁及NaCl溶液组成原电池，作为原电池的正极。（3）NaCl与水作用形成电解质溶液。（4）负极Fe－

2e-=Fe2+

正极

2H2O＋

O2

＋4e-=4OH-金属腐蚀的防护（1）改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。（2）在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）

（3）电化学保护法牺牲活泼金属保护法外加电流保护法

六、原电池原理的应用：（1）加快氧化还原反应的速率。（2）制造多种多样的化学电源。（3）比较金属活动性的强弱。（4）防止金属的腐蚀。

七、原电池的设计

例：请根据反应

Fe+Cu2+

＝

Fe2++Cu设计原电池，你有哪些可行方案?负极：正极：电解质溶液：Fe比Fe不活泼的金属或石墨CuSO4、CuCl2等练习：请根据反应

2Fe3++Fe＝

3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe（NO3）3Fe-AgFe2（SO4）3二、发展中的电源氢氧燃料电池：它是一种高效、低污染的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电极反应为（电解质溶液为KOH）负极：2H2+4OH-

-4e-

→4H2O正极：O2+2H2O+4e-

→4OH-总反应：2H2+O2＝2H2O

甲烷燃料电池：将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，即构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO