化学能转化为电能（原电池）.ppt

1、高一年级化学备课组 2013年3月10号,化学必修2,第二章化学反应与能量,第二节化学能与电能,第一课时,1、氧化还原反应的特征是有元素_的变化（升或降），其本质是存在电子的_或电子对的偏移。 2、反应中元素化合价_的变化是氧化反应，得到电子的变化是_反应。 3、下列变化属于氧化还原反应的是( ) A,BZn+H2SO4=H2+ZnSO4 CNaOH+HCl=NaCl+ H2O DCO2+CaO=CaCO3,预习与自学,如果氧化还原反应的电子转移能按规定路线（导线）转移，你认为将产生什么？,电流,化合价,得失,升高,还原,A B,1、一次能源是指_，电力属于_次能源。 2、火力发电是指通过化石

2、燃料的燃烧，使 能先转化为_能并最终转化为_能的过程。 3、原电池就是将_能转化为_能的装置，原始的化学电池就是依据原电池原理制成的。,自然界直接提供的能源,二,化学,热,电,化学,电,火电厂工作原理,化学能,热能,机械能,电能,燃烧,蒸汽,发电机,实验1 将铜片放入稀硫酸 将锌片放入稀硫酸,在锌片表面有气泡 铜片表面没有气泡,实验探究,请你先预测下列实验的现象，再动手实验，观察现象。,实验2 用导线将锌片、铜片连接起来 在导线中间接入一个电流表,铜片表面也出现气泡,电流计指针偏转,A,e-,负极,锌片,铜片,氧化反应,还原反应,正极,总反应式：,得电子,电子流入,失电子,电子流出,失,得,Z

3、n2e- Zn2+,2H+ 2e- H2,负极,正极,Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,有气体产生,Zn片溶解,各小组按图进行探究。总结你们的探究成果并与其他小组交流。,你们所制作的实际上是一种_装置，_现象可以证实你们的结论。,原电池,音乐卡发声,总结1：原电池的构成：从能量转化角度看，原电池是将 能直接转化为 能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是 反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行，从而产生电流。,交流、展示与总结,交流1：现在你们小组知道了原电池是怎样构成的了吗?,化学,电,氧化还原,锌失去电子通过导线转移至铜，氢离子在铜极上得到电子形

4、成氢气分子,交流3：电池中有正负两极，你所探究的铜锌原电池中，正极是_，负极是_；从得失电子角度看，正极发生了_反应，负极发生了_反应,总结3： 负极： 电子（填得或失），发生 反应（如上述原电池中的 片）； 正极： 电子（填得或失），发生 反应（如上述原电池中的 片）,总结2：必须存在一个能够发生的氧化还原反应,铜,锌,氧化反应,还原反应,得,失,氧化,还原,铜,锌,交流2：是否所有的化学反应都可以转化为电能？通过观察和探究，构成原电池有哪些要素？,总结4： 电极反应式：表示负极、正极得失电子的情况的式子。 上述ZnCu稀H2SO4原电池中两个电极反应式： 正极（ ）： ； 负极（ ）： ；

5、 总反应式： 。,Zn-2e- =Zn2+,2H+2e- =H2,Zn+2H+ =Zn2+H2,铜,锌,如何用化学语言表示原电池原理？,思考与交流 通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部分组成，它的组成条件是什么？,2、 总结归纳原电池的构成条件：, 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。, 电极材料均插入电解质溶液。, 两极相连形成闭合电路中。,有一个自发的氧化还原反应,C,H2SO4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,概念：将化学能转化成电能的装置称为原电池,原电池,负极（锌片）：,正极（铜片）：,原电池总反应：,Zn-2e- =Zn2+,2H+2e- =H2,电极名

6、称及电极反应：,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,实质:氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移到氧化剂。,电流方向:正极到负极,电子方向:由负极经导线到正极,负极：,正极：,Zn 2e = Zn2+,2H+ + 2e = H2,A,B,C,D,E,F,M,N,下列哪几个装置能形成原电池？,V,X,V,V,V,X,X,X,【检测与反馈】,一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 该反应的的原电池正确组合是（ ）,C,如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（ ）,稀硫酸 A,稀盐酸 B,硫酸铜溶液 C,乙醇水溶液 D,铁,石墨,铜,铝,铜,锌

7、,锌,铜,A B C,1.把a、b、c、d四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，电流由d到c； a、c相连时，c极上产生大量气泡， b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) ： Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a,B,3.巩固练习,2.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质 溶液的pH怎样变化： ( ) A不变 B.先变小后变大 C逐渐变大 D逐渐变小,C,设计一个原电池装置使之发生 2Fe3+Fe=3Fe2+的反应,课后练习,1.干电池(普通锌锰电池）.,干电

8、池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO2的黑色粉末.,常见的化学电源,为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl换成湿的 ，并在构造上作了改进，制成了 性电池。,KOH,碱,2.铅蓄电池.,正负极材料和电解液.,正极：PbO2,负极：Pb,电解质：H2SO4溶液,放电过程总反应：,Pb + SO42- - 2e- =PbSO4,正极：,负极：,.放电过程.,PbO2 + 4H+SO42- + 2e- =2PbSO4 +2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,.铅蓄电

9、池充电的反应则是上述反应的逆过程.,新型充电电池： 镍镉电池，以 为负极， 为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境， 电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。 碱金属中的 密度小，单位质量放出的电能多，金属活动性强，是制造电池的理想物质。因此目前新一代可充电的绿色电池是 电池。,Cd,NiO(OH),锂,锂离子,氢氧燃料电池,原电池原理的应用 1、设计各种实用电池,使其具有节约能源、方便、环保等优点以满足人类需要及可持续发展的要求 2、对金属的腐蚀进行防护等,一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土壤永久失去利用价值，一粒纽扣式电池可以使

10、600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量，若将废电池混入生活垃圾中填埋，可渗出汞等重金属离子,电池对环境的影响,原电池原理的综合应用.,例市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等.“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量.使用完后，会发现有大量铁锈存在. .“热敷袋”是利用 放出热量. 2).炭粉的主要作用是 3).加入氯化钠的主要作用是. 4).木屑的作用是_.,铁被氧化,与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化,氯化钠溶于水、形成电解质溶液,使用“热敷袋”时受热均匀,3.燃料电池.,氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电.,负极：,2H2+4OH-4e-4H2O,正极：,O2+2H2O4e-4OH-,总反应：,2H2O22H2O,优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友