高二化学电能与化学能的转化.ppt

一 .化学能通过加热转化为电能 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能 化石燃料 离子方程式 思考问题 寻找答案 你对问题 3的想法 稀 H2SO4 Zn Cu 锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象 1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？ 2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中 H+的？ 3.什么方法可使 Zn与 H+分开，不让 H+直接在 Zn表 面得电子？ 演示探究 实验现象 用导线将锌表面的电子引出来 Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 离子方程式 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法 演示探究 实验现象 Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。 Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2 稀 H2SO4 Zn Cu 大量气泡从铜 片逸出，锌片 部分溶解 1.H+得到的电子是 Cu失去的吗？ 2.在这个过程中 Cu起什么作用？ 3.你怎样才能知道导线中有电子通过？ 解释实验现象 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法 演示探究 实验现象 化学能直接转化为电能 1.电子从 Zn到 H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？ 锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。 电子由 Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 A Zn Cu 稀 H2SO4 上 一 页 Cu 二 .化学能直接转化为电能 1.原电池的概念 将化学能转化为电能的装置 请你们根据Zn -C -稀 硫酸原电池的实验现象 完成上表 上 一 页 Cu 电极材料 电极反应式 发生的反应 原电池的电极 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式 Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=H2 Zn+ 2H+=Zn2+H2 负极 正极 还原反应 氧化反应 请你们根据Zn -C -稀 硫酸原电池的实验现象 完成上表 你是如何判定装置的正、负极？ 思考与交流 正极 负极 电子流入的极 不活泼电极 发生还原反应 电子流出的极 较活泼电极 发生氧化反应 实验探究 A Zn Cu H2SO4 A Zn C H2SO4 A Zn Zn H2SO4 A Zn Fe H2SO4 A Cu Cu H2SO4 原电池 电流表指针 偏转 区别 结论 不偏转 偏转 两极材料不同 有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极 不偏转 偏转 实验探究 A Zn Cu H2SO4 A Zn Cu 酒精 A Zn Cu HCl 原电池 电流表指针 偏转 区别 结论 不偏转 溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中 偏转 电流表指针 - 组 偏转 区别 结论 不偏转 容器不同 两极相连形成闭合电路 实验探究 A Zn Cu H2SO4 Zn H2SO4 A Cu H2SO4 1.有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极 3.两极相连形成闭合电路 2.电极材料均插入 电解质溶液中 两极 一液 一连线 3.原电池的构成条件 间接： 直接： 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发动机 电能 装置 原电池 概 念 构 成 条 件 工 作 原 理 1.下列装置中能组成原电池形成电流的是 ( ) C A Zn Cu H2SO4 Cu Zn A 酒精 A B Zn H2SO4 A Cu H2SO4 C D A Cu Cu H2SO4 2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属 与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是 ( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu B 3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时， 电解质溶液的 PH( ) A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小 C 4.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 ( ) A a b c d B a c d b C c a b . d D b d c a B 5.一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 A B C D 正极 Zn Cu Cu Fe 负极 Cu Zn Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是 以 Pt和 Zn为电极材料 ， 依靠人体内液体中含有一定 浓度的溶解氧 、 H+和 Zn2+进行工作 ， 回答下列问 题 （ 1）负极材料是 _ 电极反应式是 _ （ 2） 正极材料是 _ 电极反应式是 _ Zn 2Zn - 4e- = 2Zn2+ Pt O2+2H2O + 4e- =4OH- 4、原电池原理的应用 a、加快氧化还原反应的速率 b、比较金属的活动性强弱 c、设计原电池 如利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化 还原反应设计原电池 负极： 正极： Cu 2e = Cu2+ 2Fe3+ +2e =2Fe2+ 氧化反应 还原反应 d、金属的腐蚀 例如铁的腐蚀 1、析氢腐蚀 （酸性较强的条件下的腐蚀） 负极： 正极： Fe 2e =Fe2+ 2H+ 2e =H2 2、吸氧腐蚀 （酸性较弱或中性条件下的腐蚀） 负极： 正极： 2Fe 4e =2Fe2+ O2+2H2O+4e =4OH 空气电池 锂电池 二、化学电源 1、 干电池的特点是： 只能一次性使用 2、充电电池 充电电池又称 。 可充电电池是两极都 参加反应的电池 。 这是一种发展较快的原电池 ， 如铅蓄电池 、 银锌电池 、 （ 纽扣电池 ） 、 锂电 池 、 爱 迪 生 蓄 电 池 等 ， 它 们 的 负 极 是 ， 正极一般是 。 放电时 ， 负极被 。 正极材料的氧化物 被 ， 充电时的电极反应与放电时相反 。 较活泼的金属 金属氧化物 二次电池 氧化 还原 铅蓄电池可放电亦可充电 ， 它是用硬橡胶或透明 塑料制成方形外壳 ， 在正极板上有一层棕褐色 的 ， 负极板是海绵状的 ， 两极均浸入 溶液中 ， 且两极间用微孔橡胶或微孔塑料 隔开 。 负极： 正极： 放电 总反应式： 铅蓄电池 PbO2 金属铅 硫酸 Pb+SO42 2e =PbSO4 PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O 当硫酸的浓度降低 ， 溶液的密度达 1.18g/cm3时应停 止使用 ， 需充电 ， 充电时起电解池的作用 ， 电极反 应为： 阳极： 阴极： 充电总反应式： 铅蓄电池放电和充电总反应式： PbSO4+2H2O 2e =PbO2+4H+SO42 PbSO4 +2e = Pb+SO42 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电 充电 (2)镍氢电池 负极： 正极： 放电总反应式： H2 +2OH 2e = 2H2O 2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 锂电池 锂电池是新一代可充电的绿色电池 ， 已成为 笔记本电脑 、 可移动电话 、 摄象机等低功耗 电器的主流电源 。 3、燃料电池 氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池 ， 主要用于航天领域 。 它的电极材料一般为铂电 极 ， 活性炭电极 ， 电解质溶液 一般为 40%的 KOH溶液 。 负极： 正极： 放电 总反应式： 2H2 +4OH 4e =4H2O O2+2H2O+ 4e = 4OH 2H2 + O2 = 2H2O 若电解质溶液为稀 H2SO4 负极： 正极： 放电总反应式： 2H2 4e =4H+ O2+ 4H+ + 4e = 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O 甲烷氧气燃料电池 该电池用铂片插入 KOH溶液中作电极 ， 在两极 上分别通甲烷和氧气 负极： 正极： 放电总反应式： CH4+10OH 8e =CO32 +7H2O 2O2+4H2O+8e = 8OH CH4+ 2O2+2KOH =K2CO3 +3H2O Al 空气 海水电池 负极： 正极： 放电总反应式： 4Al 12e = 4Al3+ 3O2+6H2O+12e = 12OH 4Al + 3O2+6H2O= 4Al( OH)3 街拍 街拍 胚痋耶