化学能与电能的转化

化学能转化为电能化学能转化为电能 -原电池原理及形成条件原电池原理及形成条件你能举出日常生活中化学能与电能相互转化的你能举出日常生活中化学能与电能相互转化的例子吗？例子吗？火力发电站：化学能转化为电能火力发电站：化学能转化为电能闪电：电能转化为化学能闪电：电能转化为化学能1、电流的形成条件是什么？俩者有何联系？俩者有何联系？电流的形成原因是电子的定向移动电流的形成原因是电子的定向移动2、氧化还原反应的本质是什么？氧化还原反应的本质是电子发生转移氧化还原反应的本质是电子发生转移ZnCu实验一：把一块锌片和一块铜片分别插入乘有稀实验一：把一块锌片和一块铜片分别插入乘有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象硫酸的烧杯中，观察实验现象实验现象：实验现象：锌片上有气锌片上有气泡产生，铜泡产生，铜片上没有片上没有实验现象：实验现象：锌片上有气泡产生锌片上有气泡产生而铜片上没有而铜片上没有实验二：把一块锌片和一块铜片同时插入盛实验二：把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象实验三：用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象实验现象：实验现象：铜片上有气泡，锌片铜片上有气泡，锌片上没有气泡上没有气泡铜片上为什么会有氢气产生？铜片上为什么会有氢气产生？猜想猜想1：铜失去电子生成：铜失去电子生成Cu2+，硫酸，硫酸溶液中的溶液中的H+得到电子产生氢气得到电子产生氢气猜想猜想2：锌失去电子生成：锌失去电子生成Zn2+，电子，电子通过导线进入铜片，硫酸溶液中的通过导线进入铜片，硫酸溶液中的H+在铜片上得到电子生成氢气在铜片上得到电子生成氢气实验现象：实验现象：电流计指针发生偏转，电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生片上有气泡产生实验四：在实验三中导线之间接一个灵敏电流计实验四：在实验三中导线之间接一个灵敏电流计实验现象实验现象结论结论实验一实验二实验三实验四锌片上有气泡产锌片上有气泡产生，铜片上没有生，铜片上没有气泡气泡锌与稀硫酸反应，锌与稀硫酸反应，铜不与稀硫酸反铜不与稀硫酸反应应锌片上有气泡产锌片上有气泡产生，铜片上没有生，铜片上没有气泡气泡锌与稀硫酸反锌与稀硫酸反应，铜不与稀应，铜不与稀硫酸反应硫酸反应铜表面有气泡，铜表面有气泡，锌表面没有气泡锌表面没有气泡？电流计指针偏转，电流计指针偏转，铜表面有气泡产生铜表面有气泡产生？一、一、定义：定义：把化学能化学能转变为电能电能的装置 化学能转化为电能化学能转化为电能 -原电池原理及形成条原电池原理及形成条件件实验现象：实验现象：电流计指针发电流计指针发生偏转，生偏转，Cu片上有气泡片上有气泡产生产生1.锌片上发生的反应？2.铜片上发生的反应？3.电子的流动方向如何？4.电流的流动方向如何？5.铜锌原电池中的正极、负极分别是谁？6.溶液中离子的移动方向如何？7.从氧化还原角度分析正极、负极发生的反应类型？二、原电池的工作原理二、原电池的工作原理二、原电池的工作原理二、原电池的工作原理在原电池中，在原电池中，较活泼较活泼的电极材料做的电极材料做负极负极，较不活较不活泼泼的电极材料做的电极材料做正极正极。电极材料电极材料电极反应电子得失电子流向反应类型电极性质总反应能量转化ZnCuZn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2失去电子失去电子得到电子得到电子氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 化学能化学能转化为电能电能电子流出电子流出电子流入电子流入Zn+2H+=Zn2+H2 实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验（石墨石墨）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从电子从较活泼的金属较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向通过外电路流向较不活泼的金属较不活泼的金属(正极正极)。电子流向：负极 正极导线导线 小小 结结二、组成原电池的条件二、组成原电池的条件 2 2、有有两种两种活泼性活泼性不同的金属（或一种是非不同的金属（或一种是非金属导体）作电极金属导体）作电极1、前提是发生氧化还原反应、前提是发生氧化还原反应3 3、两电极均插入、两电极均插入电解质溶液中电解质溶液中 4 4、两极相连形成、两极相连形成闭合电路闭合电路两极一液成闭合两极一液成闭合1.图中所示装置属于原电池的是().是原电池的判断电极并写出电极反应和总反应方程式.C D EE化学能转化为电能化学能转化为电能 -原电池原理及形成条件原电池原理及形成条件1.1.定义定义：把化学能化学能转变为电能电能的装置负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应电子从锌片流出电子从锌片流出流入铜片流入铜片经外电路经外电路H+Zn2+SO42-电流方向电流方向 阳离子阳离子:移向正极移向正极 阴离子阴离子：移向负极移向负极 1.1.有两种活泼性不同的金有两种活泼性不同的金属（或非金属）作电极属（或非金属）作电极3.3.两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路2.2.电极材料均插入电极材料均插入电解质溶液中电解质溶液中两极两极一液一液成闭合成闭合3.3.原电池的构成条件原电池的构成条件4 4自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应3 3、一个原电池的总反应的离子方程式是、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+CuZn+Cu2+2+=ZnZn2+2+Cu+Cu，该反应的原电池的组成正确的是（，该反应的原电池的组成正确的是（）A AB BC CD D正极正极ZnZnAgAgCuCuCuCu负极负极CuCuCuCuZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液 CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4FeClFeCl2 2C记一记 一般负极负极自身失去电子发生氧化反氧化反应应，而正极正极自身不发生反应，是溶液中的阳离子阳离子或氧气氧气得电子发生还原反还原反应应。正负极判断正负极判断1、较活泼的金属作负极，较不活泼的金、较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或者能够导电的非金属（如石墨属或者能够导电的非金属（如石墨)作正作正极极2、失去电子的是负极，得到电子的是正极、失去电子的是负极，得到电子的是正极3、发生氧化反应的是负极，发生还原反应、发生氧化反应的是负极，发生还原反应的反应是正极的反应是正极想一想 1、（形成原电池，（形成原电池，可以可以加快反应加快反应的的速率）速率）在在实验室制实验室制氢气氢气时时（Zn+2 H+=Zn2+H2），加入少量加入少量CuSO4溶液后，发现溶液后，发现反应速率反应速率加快了加快了。这可能是什么原因？这可能是什么原因？2.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为为负极；负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：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 B2.原电池的形成可以用来比较金属的活动性强弱原电池的形成可以用来比较金属的活动性强弱NaClCFeA 下列情况是否形成了原电池？若是，写出两下列情况是否形成了原电池？若是，写出两极反应方程式。极反应方程式。负极：负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-3.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护原电池的应用原电池的应用1.比较金属活动性强弱（活泼的金属作负比较金属活动性强弱（活泼的金属作负极）极）2.比较反应速率（构成原电池反应一般比比较反应速率（构成原电池反应一般比普通反应快）普通反应快）3.金属的腐蚀与防护（腐蚀速度比一般快）金属的腐蚀与防护（腐蚀速度比一般快）4.原电池的设计原电池的设计（1）将氧化还原反应：将氧化还原反应：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.4.原电池的设计原电池的设计（4）将氧化还原反应：将氧化还原反应：Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.4.原电池的设计原电池的设计（2）将氧化还原反应：将氧化还原反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.4、原电池的设计原电池的设计（3）请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.