化学能与电能[课堂资料]

1、第二节第二节 化学能与电能化学能与电能 第一课时第一课时 化学小史化学小史 意大利解剖学和医学教授意大利解剖学和医学教授伽伽 伐尼伐尼，在一次解剖青蛙的实验中，在一次解剖青蛙的实验中 意外发现，当用两种不同金属材意外发现，当用两种不同金属材 质的解剖刀同时触碰青蛙腿时，质的解剖刀同时触碰青蛙腿时， 蛙腿会发生痉挛。为此，蛙腿会发生痉挛。为此， 他又做了一系列的实验，他又做了一系列的实验， 用不同金属丝接通蛙腿时，蛙腿用不同金属丝接通蛙腿时，蛙腿 都会产生痉挛。都会产生痉挛。 蛙腿蛙腿 化学小史化学小史 格林太太开朗、乐观。开怀大笑格林太太开朗、乐观。开怀大笑 的时候，大家会发现她一口整齐洁白的

2、时候，大家会发现她一口整齐洁白 的牙齿中镶有两颗假牙。一颗金牙，的牙齿中镶有两颗假牙。一颗金牙， 一颗钢牙一颗钢牙 ，这是一次车祸后留下的痕，这是一次车祸后留下的痕 迹。迹。 令人百思不得其解的是，自从镶令人百思不得其解的是，自从镶 了这两颗假牙后，格林太太经常头痛了这两颗假牙后，格林太太经常头痛 失眠失眠医生绞尽脑汁，病情也不见医生绞尽脑汁，病情也不见 好转好转 思考思考 为什么为什么“蛙腿会痉挛蛙腿会痉挛”、 “两颗假牙会引发头痛两颗假牙会引发头痛”呢？呢？ （电流的作用）（电流的作用） 阅读教材阅读教材39-40页回答下列问题页回答下列问题 1、何为一次能源、二次能源？、何为一次能源、二

3、次能源？ 2、火力发电的原理是什么？其关键是什么？、火力发电的原理是什么？其关键是什么？ 3、 原电池的工作原理。原电池的工作原理。 4、原电池的形成条件。、原电池的形成条件。 5、原电池电极方程式的书写及正负极的判断。、原电池电极方程式的书写及正负极的判断。 火电火电81.2 水电水电17.6 其它其它1.21.2 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能 1 火力发电原理及过程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 【思考与交流】 火 力 发 电 有 什 么 缺 点 1.煤炭是非可再生资源，会造成

4、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 化学能化学能 电能电能 直接？直接？ 稀硫酸稀硫酸 Zn Cu 将一将一Zn片、片、Cu 片平行插入稀硫酸片平行插入稀硫酸 中，有什么现象？中，有什么现象？ 写出有关反应的离写出有关反应的离 子方程式。子方程式。 稀硫酸 Zn Cu现象现象 (3)电流表指针有偏转电流表指针有偏转 (1)铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生 (2)锌片不断溶解锌片不断溶解 实验实验2-4 指针偏转，说明电路中有电流通指针偏转，说明电路中有电流通 过，说明发生了电子定向移动。过，说明发生了电子定向移动。 Zn 比比Cu活泼，用导线连

5、在一起时，活泼，用导线连在一起时，Zn片片 失去电子（失去电子（ Zn2e = Zn2+）变成 ）变成Zn2+进进 入溶液，电子经导线流向入溶液，电子经导线流向Cu片，片， 溶液中的溶液中的 H 由于电场作用下移向 由于电场作用下移向Cu片得电子被还原片得电子被还原 成成H2（2H+2e = H2 ） ） 【分析与讨论】 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能 1.原电池 （1）定义：将化学能直接转变成电能的装将化学能直接转变成电能的装 置，称为置，称为原电池原电池 （电源） （2）规定： 负极： 正极： 电子流出（或电流流进）的一极 电子流进（或电流流出）的一极 稀硫酸稀硫酸 Zn Cu

6、Zn2+ e- e- H+ H+ + Zn2e-=Zn2+ 总反应：总反应： 2H+2e-=H2 Zn+2H+=Zn2+H2 （氧化反应）（氧化反应） （还原反应）（还原反应） 锌片：锌片： 铜片：铜片： Cu-Zn原电池：原电池： 负极：负极： 正极：正极： 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能 1.原电池 （3）原理： e- e- e- _ 外电路： 内电路： 阳离子正极 阴离子负极 负极正极 e- 这样整个电路构成了闭合回路，带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电粒子的定向移动产生电流 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能 1.原电池 回忆思考：通过以上实验

7、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？ 组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器 怎样才能构成一个原电池呢？怎样才能构成一个原电池呢？ 结论： v有两种活动性不同的金属作电极有两种活动性不同的金属作电极 不可 结论： v有两种活泼性不同的金属有两种活泼性不同的金属 （或一种是非金属导体）作电极（或一种是非金属导体）作电极 其中其中 较活泼的金属作负极较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极较不活泼的金属、石墨等作正极 可以 结论： 两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路 不可 结论： 电极材料均浸入的是电极材料均浸入的是电解质溶液电解质溶液 不可 结论： 一个自发

8、进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应 u 不可 （5）原电池组成条件）原电池组成条件 两种活泼性不同的金属作电极两种活泼性不同的金属作电极 （或其或其中一种为能导电中一种为能导电 的非金属，如的非金属，如“碳棒碳棒”） 其中较活泼金属为负极。其中较活泼金属为负极。 较不活泼金属（或非较不活泼金属（或非 金金 属）为正极属）为正极 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生能自发地发生氧化还原反应氧化还原反应 两极一液一连线两极一液一连线 1.原电池 1、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处， 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使用一根棉线将其

9、悬在盛水的烧杯中，使 之平衡；小心的向烧杯中央滴入之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态；保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜； 练习练习:原电池的应用原电池的应用 你现在知道水果电池是怎么回事了吗？你现在知道水果电池是怎么回事了吗？ 实践活动实践活动 自制电池自制电池水果电池。如下图：水果电池。如下图： 判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法 1 1、由组成原电池的两极材料判断：、由组成原电

10、池的两极材料判断： 一般是活泼的金属为负极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活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2 2、根据电流方向或电子流动方向判断：、根据电流方向或电子流动方向判断： 电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。 3 3、根据原电池两极发生的变化来判断：、根据原电池两极发生的变化来判断： 负极：失电子、发生氧化反应，负极：失电子、发生氧化反应， 正极：得电子、发生还原反应。正极：得电子、发生还原反应。 4、电极反应现象电极反应现象 负极：电极本身不断溶解，质量减少；负极：电极本身不

11、断溶解，质量减少； 正极：有正极：有H2产生产生,或有金属析出（电极增重）。或有金属析出（电极增重）。 （6）原电池原理的应用）原电池原理的应用 制作化学电源制作化学电源 加快反应速率：加快反应速率： 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太纯，反应一 般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。 判断金属活动性的强弱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。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电组成原电池，发生原电 池反应而使钢铁遭到腐蚀池反应而使钢铁遭到腐

12、蚀 A AA AA A Zn CuFe C(石墨 石墨) Zn Cu Zn Zn Fe Cu Si C(石墨石墨) 稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C D Zn Cu A 稀稀H2SO4 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G 1 1. .某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌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，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是( )( ) A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu 2 2. .由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时

13、， 电解质溶液的电解质溶液的 p pH( )H( ) A.A.不不 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D. D.逐渐变小逐渐变小 C 3.3.如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐极逐 渐变粗，渐变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、 B B、C C应是下列各组中的哪一组（应是下列各组中的哪一组（ ） A A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，

14、是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C C A A B B D Fe 比比Fe不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨 CuSO 4 、CuCl2等等 负极：负极： 正极：正极： 电解质溶液：电解质溶液： 4.4.请根据反应请根据反应:Fe+Cu:Fe+Cu2+ 2+=Fe =Fe2+ 2+Cu +Cu 设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案? ? Cu2+溶液 5.5.把把a a、b b、c c、d 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 a、b b相连时，相连时，a a为为 负极