化学：专题2 3-1 化学能转化为电能 化学电源 课件(苏教版必修2) 2.ppt

1、专题2,第三单元,晨背关键语句,理解教材新知,把握热点考向,第一课时,应用创新演练,知识点一,知识点二,考向一,考向二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向三,1原电池工作原理口诀： 原电池分两极(正、负)；负极氧化正(极)还原；电子由负(极)流向正(极)；阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。 2钢铁电化学腐蚀的正负极反应： 正极：O24e2H2O=4OH； 负极：Fe2e=Fe2。 3氢氧燃料电池(KOH作电解质)的电极反应： 负极：2H24e4OH=4H2O； 正极：O24e2H2O=4OH。,1.实验探究,实验1、2现象实验1、2中现象相同，均为锌片周围 ，铜片周围 。,有气泡产生,无

2、明显现象,实验结论锌与稀硫酸 ，铜与稀硫酸 。 原因：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中氢；铜片在金属活动性顺序中位于氢后面， 置换酸中氢。,发生化学反应,不反应,不能,实验3、4现象锌片周围 ，铜片周围 ；实验4中电流计指针 。 实验结论锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有 产生。,无气泡产生,有气泡产生,发生偏转,电流,2原电池 (1)概念：将 能转变为 能的装置。 (2)工作原理：(以锌铜稀硫酸原电池为例),化学,电,逐渐溶解,失电子,负极,流出,氧化反应,产生气泡,得电子,正极,流入,还原反应,记忆口诀：原电池分两极(正、负)；负极氧化(反应)正(极)还原(反应)；电子

3、由负(极)流向正(极)；阳(离子)向正(极)阴(离子)向负(极)。,(3)构成条件：,能进行自发的氧化还原反应； 两个活泼性不同的金属(或金属与非金属)； 电极插入电解质溶液中； 构成闭合回路。,电解质溶液,原电池,失去,H和OH,， ； ；,2FeO22H2O=2Fe(OH)2,O24e2H2O=4OH,2Fe4e=2Fe2,后续反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3 易分解生成铁锈(Fe2O3xH2O)。,1下列关于原电池的叙述，错误的是() A构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B原电池是将化学能转变为电能的装置 C在原电池中，电子流出的一极是负极，

4、发生氧化反应 D原电池放电时，电子的方向是从负极到正极,解析：构成原电池的两个电极也可以是一种金属和一种能导电的非金属，如石墨，A项错误；B项正确；在原电池中，电子流出的一极发生氧化反应，是负极，C项正确；原电池放电时，电子从负极到正极，D项正确。 答案：A,1原理及优点 化学电源依据 反应原理，能量转化率是燃料燃烧无法比拟的。 2常见化学电源 (1)一次电池： Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)， 负极： ；正极： ，电解质溶液：NH4Cl等。,原电池,Zn,碳棒,Zn,Ag2O,Pb,PbO2,硫酸,H2,O2,CH3OH,O2,(1)加快化学反应速率： 分

5、析：构成原电池，加快了电子转移，加快了化学反应速率。 实例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。,(2)比较金属的活动性强弱： 分析：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性AB。 (3)金属材料的防护： 分析：将被保护金属设计成原电池的正极。,实例：轮船在海里航行时，为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的

6、金属，如Zn，这样构成的原电池Zn为负极，而Fe为正极，从而防止了铁的腐蚀。 (4)制作化学电源设计原电池： 分析：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。即：,负极：还原剂ne=氧化产物； 正极：氧化剂ne=还原产物。 实例：利用氧化还原反应ZnCuSO4=ZnSO4Cu设计成如图所示的原电池。 a该原电池的电极反应为： 负极(Zn)：Zn2e=Zn2(氧化反应)； 正极(Cu)：Cu22e=Cu(还原反应)。,b装置：,2铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷 电路铜板腐蚀剂和

7、外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的方程式：_ _ _。 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置 图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应式：_，负极反应式：_。,解析：根据氧化还原反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2设计原电池，负极发生氧化反应，Cu失电子，正极选择比Cu活动性弱的金属或碳棒，电解质溶液为FeCl3溶液。,答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2 (2)装置图： 2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu2,例1将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中，下列各叙述错误的是() A锌片作负极，锌发生还原反应 B铜片作正极 C正极反应为：2H2e

8、=H2 D溶液中的H移向正极,解析该装置为原电池，锌比铜活泼，锌作负极，失电子发生氧化反应；铜作正极，H向正极移动，在正极得电子，电极反应为：2H2e=H2，A错，B、C、D正确。 答案A,(1)原电池工作中“三个方向”和“一个类型”：,(2)电极反应式的书写：,原电池的正、负极； 得失电子的微粒； 据氧化还原反应书写两电极反应,1在例1中：(1)实验中观察到哪些现象？ (2)电子的流向如何？若收集到标准状况下气体2.24 L，则转移电子的物质的量是多少？,答案：(1)锌片不断溶解，铜片上有气泡产生 (2)电子由锌片经导线流向铜片0.2 mol,例2一个原电池总反应为：ZnM2=Zn2M。 (

9、1)该原电池电极材料及电解质可能是_。,(2)M可以是下列金属中_。 AMg BFe CCu DAg,解析(1)原电池总反应ZnM2=Zn2M可分为Zn2e=Zn2(氧化反应)，M22e=M(还原反应)，发生氧化反应的一极为原电池的负极，发生还原反应的一极为原电池的正极，因此，负极材料只能为Zn，正极上M2放电被还原为M，电解质为M的可溶性盐，电极材料为活泼性比Zn弱的金属。如Cu、Fe(或C、Pt)等。故C正确。 (2)据(1)分析知M为比Zn活泼性差的2价金属，故B、C正确。 答案(1)C(2)BC,利用给出的氧化还原反应设计原电池的两种情况： (1)若给出的氧化还原方程式： 则负极为还原

10、剂失电子，正极为氧化剂得电子，电解质为氧化剂(或反应物中的溶剂)。 如FeCuSO4=FeSO4Cu， 负极为：Fe2e=Fe2， 正极为Cu22e=Cu，电解质为CuSO4，,再如PbPbO2H2SO4=2PbSO42H2O， 负极为Pb，正极为PbO2，电解质为H2SO4。 (2)若给出的为离子反应方程式： 则负极为还原剂失电子，正极为氧化剂得电子，电解质为含氧化性离子的酸或盐。如该例2中电解质为CuSO4，也可为CuCl2。,2.例2中：(1)该原电池中负极、 正极的质量如何变化？ (2)请画出该原电池装置图，并 指出反应的正、负极及 电解质。,提示：(1)负极锌失电子溶解，质量减小，正

11、极Cu22e=Cu，析出金属，质量增加。 (2)画图时要注明正负极及电解质。,答案：(1)负极质量变轻，正极质量增重。 (2),解析金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为：Lie=Li，LiOH溶液中的阳离子有Li和H，由于氧化性HLi，所以正极反应是：2H2e=H2，由于H来自于水的电离，所以H放电的同时溶液时产生了OH，即该反应的总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2，水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH向负极移动，C选项错误。 答案C,(1)常见燃料电池有甲烷、乙烷、甲醇、乙醇、N2H4、H2等燃料电池，通常这些燃料在负极失电子，O2在正极得电子。 (2)电极反应式： 负极：还原剂ne=氧化产物(氧化反应) 正极：氧化剂ne=还原产物(还原反应),茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方