化学能转化为电能-电池(原电池的工作原理).pptx

课前复习,1.反应焓变的计算方法？2.化学能能转化成那些形式的能量？,第3节化学能转化为电能-电池,第一课时原电池的工作原理,1780年，伽伐尼(Galvani,L.)青蛙抽搐实验。,原电池的雏形,理论解释：生物电观点！,（意大利生物学家伽伏尼）,伏打对生物电观点的质疑（Volta,A.1745-1827）,1800年建立伏打电堆模型。,伏打电池是实用电池的开端。,普通干电池,手机电池,钮扣电池,笔记本电脑专用电池,摄像机专用电池,“神六”用太阳能电池,学习目标,1.了解原电池的工作原理及构成条件。2.能判断原电池的正负极，会书写原电池的电极反应式和反应方程式。3.了解双池电池的设计原因及原电池的应用。,一、原电池,.定义：这种利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置称为原电池。.工作原理：利用氧化还原反应将化学能转化为电能,条件一,有两种活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（碳棒）为正极,条件二,两个电极插入电解质溶液中。,条件三,两个电极用导线相连构成闭合回路。,2.形成原电池的条件？,自发的氧化还原反应（放热的氧化还原反应）,条件四,练习1：下列装置哪些可以形成原电池(),ZnCu,FeC(石墨),ZnCu,ZnZn,Fe陶瓷,FeCu,SiC(石墨),稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4ABCD,ZnCu,稀H2SO4CuSO4溶液酒精稀H2SO4EFGH,ABC,预测9实验1的现象和结论,现象:,锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.,结论:,Zn+Cu2+Zn2+Cu,锌与CuSO4溶液反应中的能量变化与能量转换,【活动探究】,1.将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况？,预测9实验2的现象和结论,现象:,锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.,结论:,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,2.如果锌和硫酸铜的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化成电能。,Cu,Zn,Zn2+,负极,正极,静电斥力,静电引力,e-,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(Cu2+)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,电流方向,3.原电池的工作原理,4、原电池正负极判断方法,较活泼金属,较不活泼金属或非金属导体,电子流出,电子流入,阴离子移向负极,阳离子移向正极,氧化反应,还原反应,电极溶解，质量减轻,电极表面有固体析出，电极质量增加或电极表面有气泡产生,1.下列说法中正确的是（）A.原电池是把的装置B.原电池中电子流出的一极是，发生氧化反应C.原电池两极氧化反应和还原反应D.原电池中的阳离子向正极移动,D,化学能转化为电能,电能转化为化学能,正极,负极,均发生,分别发生,5.电极方程式及总反应方程式的书写,1.确定正负极。2.负极（负极材料本身）失电子氧化反应。正极发生（电解质中的阳离子）得电子还原反应。3.总反应方程式：通常是负极材料与电解质溶液的反应。,例如1.Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：Cu作_极,Fe作_极电极反应式是：负极_正极_总反应式是_,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,浓硝酸,判断右边原电池的两极，并写出电极反应式。,稀硫酸溶液,NaOH溶液,稀硫酸负极:Mg-2e-=Mg2+正极：2H+2e-=H2,NaOH溶液负极：2Al+8OH-6e-=2Al(OH)4-正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2,MgAl,MgAl,练习2:,判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。,Zn,*实验探究3*,Cu,ZnSO4,CuSO4,?,单池原电池,双池原电池,思考：为什么将单池原电池改为双池原电池？有什么好处？,设计成双池原电池，避免了负极金属与电解质溶液直接接触发生反应，从而避免了能量损失，且提供稳定的电流。,盐桥：,将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。,U型管里装有饱和的KCl或NH4NO3琼脂溶液,1.根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3Fe=3FeCl2要求：(1)画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥。(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。,镀锌铁管,三、原电池的应用,1.比较金属的活动性。,2.防止金属被腐蚀。,如：在轮船外表水线以下位置附加锌块在铁管外镀锌,3.加快化学反应速率。,如：在锌与稀硫酸反应制氢气时，向稀硫酸中加入硫酸铜溶液。,4.提供能源。,5设计电池理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。如：把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。,1.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_,ZYXW,2.有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。Zn发生_反应，是_极，电极反应式是_。Ag2O发生_反应，是_极，电极反应式是_。,氧化,负,Zn2e2OH=Zn(OH)2,还原,正,Ag2O2eH2O=2Ag2OH,较活泼金属,（）,氧化反应,较不活泼金属（或非金属导体）,（+）,还原反应,课堂小结：,两极一液成回路,氧化还原是核心,作业,1.当堂过关P162.创新设计P91-92（6题不做）,