第三单元化学能与电能的转化

第 三 单 元 化 学 能 与 电 能 的 转 化第 1课 时 化 学 能 转 化 为 电 能 实 验 现 象 锌 片 上 有 气 泡 产生 而 铜 片 上 没 有实 验 一 ： 将 铜 片 和 锌 片 分 别 插 入 稀 硫 酸 溶 液中 ， 观 察 实 验 现 象 ， 并 解 释 实 验 现 象 。Zn + 2H + = Zn2+ + H 2实 验 二 ： 将 铜 片 和 锌 片 用 导 线 相 连 ， 并 串 连 一个 电 流 计 ， 插 入 稀 硫 酸 溶 液 中 ， 观 察 实 验 现 象 。实 验 现 象 电 流 计 指 针 发 生 偏 转 ，Cu片 上 有 气 泡 产 生 思 考 一 1.锌 片 和 铜 片 用 导 线 连 接 后 插 入 稀硫 酸 中 ,铜 片 上 为 什 么 有 气 泡 产 生 ?2. 锌 片 的 质 量 有 无 变 化 ?溶 液 中c(H +)如 何 变 化 ?溶 液 中 H+在 铜 片 上 得 到 电 子 生 成 了H2,因 而 有 气 泡 产 生 。锌 片 的 质 量 在 减 小 ,溶 液 中 c(H +)也减 小 。 思 考 一 3.从 氧 化 还 原 反 应 角 度 分 析 两 金 属 片上 各 发 生 了 什 么 反 应 ?4.从 能 量 变 化 的 角 度 分 析 ,该 装 置 的 能量 是 如 何 转 化 的从 能 量 变 化 的 角 度 分 析 ,这 是 将 化 学 能转 化 为 电 能 的 装 置 。 这 种 装 置 我 们 称之 为 原 电 池 。锌 片 上 :Zn2e-=Zn2+铜 片 上 :2H +2e-=H 2 一 、 原 电 池 1、 原 电 池(1)定 义 ： _将 化 学 能 转 变 为 电 能 的 装 置 叫 做 原 电 池 。2、 原 电 池 的 正 、 负 极 和 反 应 (1)电 极 负 极 :电 子 流 出 的 电 极 。 (锌 片 ) 正 极 :电 子 流 入 的 电 极 。 (铜 片 ) e-e-(2)工 作 原 理 :自 发 的 氧 化 还 原 反 应 。 电 极 的 判 断 .根 据 电 极 的 活 泼 性 :较 活 泼 的 金 属 为 负 极 ,不 活 泼 的 金 属 为 正 极 . .根 据 氧 化 还 原 反 应 :发 生 氧 化 反 应 的 电 极 为 负 极 ,发 生 还 原 反 应 的 电 极 为 正 极 (2)电 极 反 应 负 极 (锌 片 )： Zn-2e- = Zn2+ (氧 化 反 应 )总 反 应 ： Zn + 2H + = Zn2+ + H 2 正 极 (铜 片 ) ： 2H + + 2e- = H 2 (还 原 反 应 )练 习 写 出 下 列 电 池 的 电 极 反 应 式 和 总 反 应 的化 学 方 程 式 。 (1) 负 极 Fe-2e- = Fe2+正 极 2H + + 2e- = H 2 总 反 应Fe+2H +=Fe2+H 2 思 考 二 1、 下 列 装 置 是 否 构 成 原 电 池 ?（ 可 以 ） （ 可 以 ） （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）形 成 条 件 一 ：活 泼 性 不 同 的 两 个 电 极负 极 ： 较 活 泼 的 金 属正 极 ： 较 不 活 泼 的 金 属 、 石 墨 等Zn Fe Zn C Fe Cu Zn Zn （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）形 成 条 件 二 ：有 电 解 质 溶 液 (与 活 泼 性 强 的 电 极 发 生自 发 的 氧 化 还 原 反 应 )思 考 二 2、 下 列 装 置 是 否 构 成 原 电 池 ?Zn Cu Zn Cu 形 成 条 件 三 ： 形 成 闭 合 回 路（ 不 可 以 ）思 考 二 3、 下 列 装 置 是 否 构 成 原 电 池 ?Zn ZnCu Cu 3、 原 电 池 的 构 成 条 件 和 原 理 (1)构 成 条 件 : 有 两 种 活 动 性 不 同 的 金 属 (或 一 种 是 非 金 属或 一 种 是 化 合 物 )作 电 极 ； 有 电 解 质 溶 液 (一 般 与 活 泼 性 强 的 电 极 发 生自 发 的 氧 化 还 原 反 应 ); 形 成 闭 合 回 路 。 (2)原 电 池 的 原 理 :较 活 泼 的 金 属 发 生 氧化 反 应 ,电 子 从 较 活 泼 的 金 属 (负 极 )通过 外 电 路 流 向 不 活 泼 的 金 属 或 非 金 属(正 极 )。e- e- e-负 极 正 极 氧 化 反 应Zn-2e=Zn2+ 铜 锌原 电 池电 解 质 溶 液失 e-,沿 导 线 传 递 ， 有 电 流 产 生还 原 反 应2H +2e=H 2阴 离 子 阳 离 子总反应：负 极 正 极 2H +2e=H 2Zn2e=Zn2+Zn+2H +=Zn2+H 2电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）【 小 结 】 外 电 路内 电 路 练 习 三 如 下 图 所 示 有 什 么 现 象 ?能 否 构 成 原电 池 ?能 的 判 断 正 负 极 ,并 写 出 电 极 反 应 式 能能 练 习 四 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 练 习 五 在 下 列 方 框 中 画 出 以 铁 棒 、 石 墨棒 、 导 线 、 FeCl3溶 液 为 用 品 的 原 电 池 装置 的 原 理 示 意 图 。负 极 材 料 为 _,电 极 反 应 为 _;正 极 材 料 为 _,电 极 反 应 为 _;电 池 总 反 应 式 为_FeFe-2e- = Zn2+C2Fe3+2e- = 2Fe2+2Fe 3+Fe = 3Fe2+ 思 考 ： 钢 铁 在 干 燥 的 空 气 里 长 时 间 不 易 腐 蚀 ,但在 潮 湿 的 空 气 里 却 很 快 就 会 腐 蚀 ,这 是 什 么 原 因呢 ? 钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图 分 析 : 电 解 质 溶 液 的薄 膜 (含 有 少量 H +和 OH -,还 溶 解 了 氧 气 ) 表 面 形成 无 数微 小 的原 电 池 铁 失 去电 子 被氧 化 而腐 蚀 。钢 铁 Fe 2O3 nH 2O（ 铁 锈 ）钢 铁 的 吸 氧 腐 蚀 正 极 (C)： O2 + 2H 2O + 4e- = 4OH -总 反 应 式 ： 2Fe + 2H 2O + O2 = 2Fe(OH )24Fe(OH )2 + 2H 2O + O2 = 4Fe(OH )3负 极 (Fe)： 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 二 、 化 学 电 源 思 考 ： 实 用 电 池 一 般 具 有 哪 些 特 点 ?1、 实 用 电 池 的 特 点(1)能 产 生 稳 定 而 具 有 较 高 电 压 的 电 流 ;(2)安 全 、 耐 用 且 便 于 携 带 ;(3)能 适 用 于 特 殊 用 途 ;(4)便 于 回 收 处 理 ,不 污 染 环 境 或 对 环 境 产 生的 影 响 较 小 。 2、 几 种 常 见 化 学 电 源 思 考 一 通 过 阅 读 回 答 :干 电 池 的 两 极 材 料 是 什么 ？ 电 解 质 溶 液 是 什 么 ？ 锌 片 石 墨 电 解 质干 电 池 构 造负 极正 极 负 极 (锌 筒 ):Zn 2e- = Zn2+正 极 (石 墨 ):2NH 4+2MnO2+2e-=2NH 3+Mn2O3+H 2O电 池 总 反 应 式 :Zn+2NH 4+2MnO2=Zn2+2NH 3+Mn2O3+H 2O(1)干 电 池 思 考 二 通 过 阅 读 回 答 :什 么 叫 铅 蓄 电 池 ?铅 蓄 电 池的 两 极 材 料 是 什 么 ？ 电 解 质 溶 液 是 什 么 ？(2)铅 蓄 电 池 负 极 ： Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正 极 ： PbO 2 + 4H + SO42- + 2e- =PbSO4 + 2H 2O电 池 反 应 ： PbO2 + Pb +2H 2SO4 = 2PbSO4 + 2H 2O (3)银 锌 纽 扣 电 池 组 成 : 锌 作 负 极 , Ag2O作 正 极 , K OH 溶 液 作 电 解 质 。 优 点 : 电 压 高 、 工 作 效 率 高 和 贮 存 寿 命 长 。 电 极 反 应 式 是 :Zn 2e-+2OH -=ZnO+H 2O,Ag2O+H 2O+2e-=2Ag+2OH -总 反 应 式 为 :Ag 2O+Zn=2Ag+ZnO。 思 考 三 通 过 阅 读 回 答 :什 么 叫 燃 料 电 池 ?氢 氧 燃 料电 池 的 正 、 负 极 反 应 物 分 别 是 什 么 物 质 ?电 解 质 溶液 是 什 么 ?氢 氧 燃 料 电 池 (碱 性 电 解 质 ) 负 极 :2H 2 4e- + 4OH - = 4H 2O正 极 :O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH -总 反 应 式 :2H 2 + O2 = 2H 2O 3、 废 旧 电 池 的 危 害 与 处 理练 习 5(00上 海 ) 随 着 人 们 生 活 质 量 的 不 断 提 高 ，废 电 池 必 须 进 行 集 中 处 理 的 问 题 被 提 到 议 事 日 程 ，其 首 要 原 因 是 ( )A.利 用 电 池 外 壳 的 金 属 材 料B.防 止 电 池 中 汞 、 镉 和 铅 等 重 金 属 离 子 对 土 壤 和水 源 的 污 染C.不 使 电 池 中 渗 泄 的 电 解 液 腐 蚀 其 他 物 品D.回 收 其 中 石 墨 电 极 B