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第一课时第一课时 化学能转化为电能化学能转化为电能CuZnZnZnCBA*实验探究实验探究1*DCuCu稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸实验现象实验现象结论结论第一组第一组第二组第二组第三组第三组第四组第四组1.1.概念：把化学能转化成电能的装置叫做概念：把化学能转化成电能的装置叫做原电池原电池一、原电池一、原电池电子流出的一极电子流出的一极 电子流入的一极电子流入的一极负极：负极：正极：正极：锌片（负极）：锌片（负极）：铜片（正极）：铜片（正极）：原电池总反应：原电池总反应：电极反应：电极反应：原电池的原理：原电池的原理： 氧化还原反应氧化还原反应负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2Zn2+H+SO42-电流方向电流方向电解质溶液电解质溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离子原电池工作原理：原电池工作原理： 原电池是意大利科学家伏打原电池是意大利科学家伏打于于1799年捕捉到原电池的实验年捕捉到原电池的实验现象，并加以研究，发明了世界现象，并加以研究，发明了世界上第一个电池上第一个电池伏打电池伏打电池 你知道吗你知道吗D观察：电流计指针是否偏转。观察：电流计指针是否偏转。 ACB*实验探究实验探究2*CZnZn AA AZnCuCuZnA B B偏转偏转不偏转不偏转不偏转不偏转不偏转不偏转条件一条件一 原电池的电极材料原电池的电极材料结论一结论一 H2SO4溶液溶液CuZn G H2SO4溶液溶液CZn G H2SO4溶液溶液ZnZn GAB铜锌原电池铜锌原电池条件条件二二 溶液的性质溶液的性质结论二结论二 H2SO4溶液溶液CuZn G 乙乙 醇醇CuZn G两个电极插入两个电极插入电解质电解质溶液中。溶液中。C铜锌原电池铜锌原电池 稀稀 硫硫 酸酸Zn 稀稀 硫硫 酸酸Cu条件三条件三 闭合回路闭合回路结论三结论三 H2SO4溶液溶液CuZn GD铜锌原电池铜锌原电池盐盐桥桥Cl- K+* ：2 2两个电极插入两个电极插入电解质电解质溶液中。溶液中。1、下列各种情况是否形成了原电池？、下列各种情况是否形成了原电池？AgFeG盐酸溶液盐酸溶液含杂质含杂质C的的Fe片片盐酸溶液盐酸溶液AlMgGCCl4溶液溶液CuZnGAFEDCB盐酸溶液盐酸溶液CuZnCuSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液CuCG练一练你知道了吗你知道了吗能量转化能量转化电极材料电极材料电极的确定电极的确定电极反应电极反应(工作原理工作原理) 构成条件构成条件电流与电子电流与电子的方向的方向 1 1两种不同的金属。两种不同的金属。 一、原电池一、原电池2 2一种金属和一种非金属导体。一种金属和一种非金属导体。有下列材料：有下列材料：Zn片、片、Cu片、导线、水果片、导线、水果 、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转。偏转。练一练：练一练： 把把A A、B B、C C、D4D4块金属片浸入稀硫酸中，用块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。导线两两相连组成原电池。若若A A、B B相连时，相连时，A A为负极；为负极；C C、D D相连时，相连时，D D上产生大量气泡；上产生大量气泡；A A、C C相连时，电流由相连时，电流由C C经导线流向经导线流向A A；B B、D D相连时，电子由相连时，电子由D D经导线流向经导线流向B B，则此则此4 4种金属的活动性由强到弱的顺序为（种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A AB BC CD D A AC CD DB B C CA AB BD D B BA AC CD D A AB BC CD DA AC CD DB B二、二、 原电池原理的应用：原电池原理的应用：1 1、研制分析化学电源；、研制分析化学电源；2 2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率 3 3、寻找钢铁防腐蚀的方法、寻找钢铁防腐蚀的方法4、原电池的设计、原电池的设计 阅读教材阅读教材41页页 资料卡资料卡 分析钢铁电化学腐蚀分析钢铁电化学腐蚀的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。钢铁的吸氧腐蚀钢铁的吸氧腐蚀原理：在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的原电池。原理：在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的原电池。钢铁的防腐蚀：钢铁的防腐蚀：（1 1）覆盖保护层；）覆盖保护层；（2 2）改变金属内部结构；）改变金属内部结构；（3 3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；（4 4）钢铁连接电源负极。）钢铁连接电源负极。常见电池和新型电池示例常见电池和新型电池示例我国自主研发的燃料电池车我国自主研发的燃料电池车神舟六号燃料电池发电系统神舟六号燃料电池发电系统（1 1）一次电池（如干电池）一次电池（如干电池）: :用过后不能复原用过后不能复原（2 2）二次电池（如蓄电池）二次电池（如蓄电池）: :充电后能继续使用充电后能继续使用（3 3）燃料电池）燃料电池（4 4）海水电池）海水电池 负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干电池干电池 Zn- Mn Zn- Mn普通干电池普通干电池一次电池一次电池锌锰碱性电池是一种新型的干电池。锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为正极材料为MnOMnO2 2 , ,负极材料为负极材料为ZnZn，还原产物为还原产物为MnOOH,MnOOH,电解质是电解质是KOHKOH溶液，溶液，总：总： Zn + 2MnOZn + 2MnO2 2 + 2H + 2H2 2O = Zn(OH)O = Zn(OH)2 2 + 2MnOOH + 2MnOOH请写出电极反应式并分析其工作原理。请写出电极反应式并分析其工作原理。负极：负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极：正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH 总反应：总反应： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）碱性碱性Zn- Mn干电池干电池 银锌电池银锌电池钮扣电池钮扣电池 该电池使用寿命较长，广该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为AgAg2 2O O和和ZnZn，电解质为电解质为KOHKOH溶液。发生反应后生成溶液。发生反应后生成AgAg和和ZnO,ZnO,其电极其电极反应式为：反应式为：负极：负极：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌纽扣电池银锌纽扣电池总反应式为：总反应式为：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag（2 2）二次电池）二次电池铅蓄电池铅蓄电池（1 1）电极材料及原料）电极材料及原料（2 2）电解质溶液）电解质溶液（3 3）电极反应式：）电极反应式：正极：正极：PbO2 负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极（负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正极（正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应：总反应：负极：负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e-正极：正极：PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O阴极：阴极： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 阳极：阳极： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 电池总反应：电池总反应：2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 铅蓄电池的放电过程铅蓄电池的放电过程原电池原电池铅蓄电池的充电过程铅蓄电池的充电过程电解池电解池放电放电充电充电2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H2SO4铅蓄电池的充放电过程铅蓄电池的充放电过程 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器能量转换器”优点：优点：效率高、无污染，装置可持续使用效率高、无污染，装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池界输入，同时将电极反应产物不断排出电池 新型燃料电池新型燃料电池燃料电池燃料电池负极：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应：总反应：O2+2H2=2H2O常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝铝- -空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。如图电池反应如图电池反应海水电池海水电池1991年，我国首创以铝年，我国首创以铝-空气空气-海水为能源的新型电海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比这种海水电池的能量比“干电池干电池”高高2050倍。电极倍。电极反应式为：反应式为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3 在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用方法来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？电解反应来制取新物质的例子吗？ 实实 例例被电解物质被电解物质 电电 解解 产产 物物 化化 学学 方方 程程 式式电解水电解水水水H2、O22H2O=2H2 +O2 电解食盐水电解食盐水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl22NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 电解融熔电解融熔 氯化钠氯化钠NaClNa、 Cl22NaCl = 2Na+ Cl2 电解融熔电解融熔 氧化铝氧化铝Al2O3Al 、 O22Al2O3=2Al +3 O2 在在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。钟后，观察现象。（1）接电源负极的石墨棒上有）接电源负极的石墨棒上有 ， 电极反应为。电极反应为。（2）接电源正极的石墨棒上有）接电源正极的石墨棒上有 ， 电极反应为。电极反应为。 （3）电解反应的化学方程式。）电解反应的化学方程式。 （4）在上述电解反应中，被氧化的物质是，）在上述电解反应中，被氧化的物质是， 被还原的物质是。被还原的物质是。（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，有什么不同？为什么？有什么不同？为什么？有铜析出有铜析出Cu2+ + 2e- = Cu有有Cl2放出放出2Cl- - 2e- = Cl2CuCl2 = Cu + Cl2 CuCl2CuCl2因参与电解的微粒不同。因参与电解的微粒不同。电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟三三.电解原理及电解池电解原理及电解池3.电极名称和电极反应电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。 构成电解池有什么条件？电解池有什么条件？构成条件构成条件: （1）与外加电源相连的两个电极）与外加电源相连的两个电极 （2）有电解质溶液）有电解质溶液 （3）形成闭合回路）形成闭合回路1.电解电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程氧化还原反应的过程.2.电解池电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，借助于电流引起氧化还原反应的装置， 即把即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽阴极阴极:与电源负极相连，与电源负极相连，电子流入，发生还原反应电子流入，发生还原反应阳极阳极:与电源正极相连，与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应电子流出，发生氧化反应4. 电极的判断电极的判断eeCC阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶液5. 电子、离子的流向电子、离子的流向电子电子从从阳极阳极通过电源流向通过电源流向阴极阴极阳离子阳离子在电解质溶液中移向阴极在电解质溶液中移向阴极阴离子阴离子在电解质溶液中移向阳极在电解质溶液中移向阳极原电池原电池电解池电解池定义定义化学能转变成电能的装置。化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应将电能转变成化学能的装将电能转变成化学能的装置。置。非自发的氧化还原反非自发的氧化还原反应应形成形成条件条件活动性不同两电极活动性不同两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路两电极接直流电源两电极接直流电源电极插入电解质溶液电极插入电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路电极电极名称名称负极：较活泼金属；负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属正极：较不活泼金属(或或能导电的非金属等能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连电极电极反应反应负极：氧化反应负极：氧化反应正极：还原反应正极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应原电池、电解池的比较原电池、电解池的比较稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 例题例题1 1：下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是属于电解池的是 （ ） BC D 怎样区分原电池、电解池？怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源是否有外接电源；练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。原电池原电池原电池原电池电解池电解池电解池电解池 多池组合判断：多池组合判断： 无外电源无外电源： 有外电源有外电源：原电池原电池电解池电解池原电池原电池电解池电解池原电池原电池电解池电解池
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