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第二章化学反应与能量,第二节化学能与电能,第二节化学能与电能,第一课时原电池,【思考与交流】,化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能量的变化，但这种能量的变化通常以热能形式表现出来，那么有没有以电能形式表现出来的时候呢，试举例说明。,【火力发电原理及过程】,思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？,化学能（燃料）,燃烧,热能,蒸汽,机械能（涡轮机）,发电机,电能,思考：火力发电有什么缺点？,1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机,2.煤炭燃烧会产生污染性气体,3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低,将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。,实验2一4,现象：,解释：,Zn片上有气泡（H2），Zn片逐溶解；Cu片无明显现象。,Zn+2H+=Zn2+H2,将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。,实验2-4,现象：,解释：,Zn片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。,？,G,【实验现象剖析】,Zn片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。,指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。,Zn比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子（Zn2e=Zn2+）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向Cu片，溶液中的H由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2（2H+2e=H2）,整个装置能量是怎样转化的？,一、原电池,1.定义：,将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池,电源,2.正负极：,负极：,电子流进（或电流流出）的一极,正极：,电子流出（或电流流进）的一极,一、原电池,3.电极反应：,负极,正极,Zn-2e-=Zn2+,2H+2e-=H2,氧化反应,还原反应,Zn+2H+=Zn2+H2（两个电极反应之和）,小结：,负极,失去电子的一极,氧化反应,活性强,正极,得到电子的一极,还原反应,活性弱,e-,外电路：,内电路：,阳离子正极,阴离子负极,这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流,一、原电池,4.工作原理：,H2SO4(aq),CuSO4(aq),负极():.正极():.总反应式:.,负极():.正极():.总反应式:.,课堂练习：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Ag,Fe,Fe,Ag,Fe2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,Zn,Cu,Zn2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些,一、原电池,组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器,构成条件猜想：,电极有关-相同的电极材料,导线有关-切断导线,电解质溶液有关-非电解质,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,有两种活动性不同的金属作电极,实验探究:形成原电池的条件,有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极,其中:,较活泼的金属作负极较不活泼的金属、石墨等作正极,可以,结论：,实验探究:形成原电池的条件,结论：,整个装置构成闭合电路,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,电极材料均浸入的是电解质溶液,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,一个自发进行的氧化还原反应,u,不可,一、原电池,5.原电池的形成条件：,两极一液一连线,两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）；,特殊AI-Mg-NaOH是Al作负极,Fe-Cu-HNO3（浓）是Cu作负极,电解质溶液,形成闭合回路,能自发地发生氧化还原反应,酒精、蔗糖、四氯化碳不行,ZnCu,FeC(石墨),ZnCu,ZnZn,FeCu,SiC(石墨),稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4ABCD,ZnCu,稀H2SO4酒精稀H2SO4EFGH,习题一：,原电池的判断,1.,2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是()A.MgB.FeC.AlD.Cu,原电池的工作原理,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B.先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小,C,习题二,4.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,D,习题二,原电池的工作原理,习题三,5.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()AabcdBacdbCcabdDbdca,B,利用原电池电极判断金属性强弱,判断原电池正、负极的方法,1、由组成原电池的两极材料判断：,一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极,2、根据电流方向或电子流动方向判断：,电子流出的一极是负极，电子流进的一极是正极,4、根据原电池两极发生的变化来判断：,发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极,【归纳小结】,5、电极反应现象：,不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极,3、根据内电路离子移动的方向判断：,阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的为负极,制作化学电源加快反应速率：例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,一、原电池,6.原电池原理的应用：,通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因。,学以致用,思考题,原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。,第二课时化学电源,空气电池,锂电池,(1)干电池的构造是什么样的?(2)干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(3)干电池使用久了会发生什么现象?,思考题,(4)什么叫做充电电池?铅蓄电池的构造是什么样的?(5)铅蓄电池负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(6)废旧电池是否应该回收?为什么?,?,干电池,上图是锌锰干电池,负极:Zn-2e-=Zn2+正极(C):2NH4+2e-=2NH3+2H2,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,铅蓄电池,锂电池,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。,新型燃料电池,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，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,负极:2H24e-+4OH-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:2H2+O2=2H2O电极:多孔镍电解质:KOH,
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