化学能与电能第一课时正式的

1、1 在巴格达博物馆中，有一只简陋的约有两千年历史的小陶罐内有一根铜管，管内有一根下端由沥青包裹的锌棒。外观虽不起眼，却被誉为考古学领域最令人吃惊的发现。英国物理学家沃尔特温顿对它做了仔细研究。他说： “在铜制容器内放上一些酸，随便什么，醋也可以。”于是他把这根管子放入出土的陶罐里，再向瓶里倒进了酸性葡萄酒，在铜管和铁棒间连上有电流计的导线,奇迹出现了巴格达之谜巴格达之谜铜管铜管锌棒锌棒沥青层沥青层2第二节第二节 化学能与电能化学能与电能3将化学能转化成电能的装置称为原电池将化学能转化成电能的装置称为原电池总反应总反应Zn+2H+=Zn2+H2 CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -H+H+Zn2+氧

2、化剂氧化剂还原剂还原剂ne- 在正极在正极发生还发生还原反应原反应在负极在负极发生氧发生氧化反应化反应4（二）化学能直接转化为电能（二）化学能直接转化为电能1.1.原电池原电池: :将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置 电极材料电极反应式发生的反应原电池的电极Zn片Cu片总的离子反应方程式Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H+2e-=H2H+2e-=H2 2Zn+ 2HZn+ 2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2负极负极正极正极还原反应还原反应氧化反应氧化反应5你是如何判定你是如何判定装置的正、负极？装置的正、负极？ 正极正极 负极负极电子流入的极电子流入的极不

3、活泼电极不活泼电极发生还原反应发生还原反应电子流出的极电子流出的极较活泼电极较活泼电极发生氧化反应发生氧化反应 思考与交流思考与交流62.2.原电池的工作原理原电池的工作原理能量转变能量转变 化学反应化学反应将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应中负极氧化还原反应中负极失去电子经过导线定失去电子经过导线定向的流入正极向的流入正极原电池原电池7A ACuCuCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnFeFeH H2 2SOSO4 4以下哪些能构成原电池呢以下哪些能构成原电池呢A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZ

4、nCuCu酒精酒精ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCuHClHCl8原电池原电池电流表指针电流表指针偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转偏转偏转两极材料不同两极材料不同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）作电极不偏转不偏转偏转偏转A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A ACuCuCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnFeFeH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnZnZnH H2 2

5、SOSO4 4实验探究9实验探究原电池原电池电流表指针电流表指针偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转溶液不同溶液不同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偏转偏转A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒酒 精精A AZnZnCuCuH ClH Cl10电流表指针电流表指针原电池原电池- -组组偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转容器不同容器不同两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4实验探究11(1)(1)有两种活泼性不同的金有

6、两种活泼性不同的金金属（或非金属）作电极金属（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一液一连线3.3.原电池的构成条件原电池的构成条件负极负极: :活泼金属；正极活泼金属；正极: :不活不活泼金属或能导电的非金属。泼金属或能导电的非金属。12原电池装置特点：化学能转化为电能原电池装置特点：化学能转化为电能形成条件：形成条件：两个活泼性不同的电极；两个活泼性不同的电极； 电解质溶液；电解质溶液；形成闭合回路形成闭合回路电极名称：负极：活泼金属；电极名称：负极：活泼金属； 正极：不活泼金属或能导电的非

7、金属。正极：不活泼金属或能导电的非金属。 反应原理：反应原理：正极：发生还原反应正极：发生还原反应, ,溶液中阳离子得电子。溶液中阳离子得电子。 负极：发生氧化反应负极：发生氧化反应, ,负极本身失电子负极本身失电子 。电子流向：电子流向：负极负极正极正极导线导线131.1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是 ( ) ( ) AZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精ZnH2SO4ACuH2SO4ACuCuH2SO4142.2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是锌组成原电池时，锌为负极，此

8、金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的质溶液的 PH( )PH( )A.A.不变不变 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C15X X、Y Y、Z Z都是金属，把都是金属，把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐的硝酸盐溶液中，溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析出，析出，X X和和Y Y组成原电池时组成原电池时, ,Y Y为电池的负极。为电池的负极。X X、Y Y、Z Z三种金属的活动性顺三种金属的活动性顺

9、序为（序为（ ） A AX XY YZ Z B BX XZ ZY Y C CY YX XZ DZ DY YZ ZX XC C16v原电池装置特点：化学能转化为电能。原电池装置特点：化学能转化为电能。v形成条件：形成条件：两个活泼性不同的电极；两个活泼性不同的电极； 电解质溶液；电解质溶液；形成闭合回路。形成闭合回路。v电极名称：负极：活泼金属；电极名称：负极：活泼金属； 正极：不活泼金属或能导电的非金属。正极：不活泼金属或能导电的非金属。 v反应原理：反应原理：正极：发生还原反应正极：发生还原反应, ,溶液中阳离子得电子。溶液中阳离子得电子。 负极：发生氧化反应负极：发生氧化反应, ,负极本身

10、失电子负极本身失电子 。v电子流向：电子流向：负极负极 复习回顾正极正极原电池原电池导线导线17ZnAZnSO42H+H+AZnSO42H+H+CAZnCu煤油煤油SO42H+H+SO42ZnH+H+CuA(x)(x)()(x)AZnSO42H+H+木条木条(x)18 2 2、下列装置哪些可以形成原电池、下列装置哪些可以形成原电池? ? 形成原形成原电池的写出电极反应式电池的写出电极反应式, ,并指出电子流动方向。并指出电子流动方向。A:A:负极：负极：Zn2eZn2e- -=Zn=Zn2+2+正极：正极：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=CuB:B:负极：负极：Fe2eFe2e- -=

11、Fe=Fe2+2+正极：正极：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 219 3 3、把、把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若用导线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负极；为负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连相连时，时，c c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为到弱的为( )( ) A Aa b c d Ba b c

12、 d Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a B20ABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl21 二、发展中的化学电源 干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池空气电池空气电池221、干电池（一次电池）、干电池（一次电池） 电解质电解质NHNH4 4ClCl、 MnOMnO2 2和淀粉糊和淀粉糊形成的糊状形成的糊状混合物混合物电极反应：负极：Zn - 2e-=Zn2+ （ 氧化反应）正极：2NH4+2e-=2NH3+ H2 （ 还原反应）总反应： Zn+2NH4+ =

13、 Zn2+2NH3+H2 Zn+MnO2+2NH4Cl=2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl223 随着用电器朝着小型随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展了小型化、多功能化发展的要求。的要求。 体积小、性能好的体积小、性能好的碱性锌锰电池碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的液由原来的中性（中性（NHNH4 4ClCl）变为离子导变为离子导电性更好的电性更好的碱性（湿的碱性（湿的KOH），负极也，负极也由由锌片锌片改为改为锌粉锌粉，反应面积成倍增长，反应

14、面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。使放电电流大幅度提高。242.可充电电池：二次电池可充电电池：二次电池 （铅蓄电池）（铅蓄电池）负极：负极：Pb+SO42 2e=PbSO4正极：正极：PbO2+SO42+4H+2e=PbSO4+ 2H2O总反应：总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O负极：负极：PbSO42e= Pb+SO42正极：正极： PbSO4+ 2H2O 2e= PbO2+SO42+4H+总反应：总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 总反应总反应：Pb+PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电25 锂是密度最小

15、的锂是密度最小的金属，用锂作为电池金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质的负极，跟用相同质量的其他金属作负极量的其他金属作负极相比较，使用寿命大相比较，使用寿命大大延长。大延长。镍镉电池镍镉电池锂电池锂电池注意反应原理和判断电池的正负极电极电极镍镉电池镍镉电池锂电池锂电池负极负极Cd+2OH2eCd(OH)2Li2eLi+正极正极2NiO(OH)+2H2O2e2Ni(OH)2 +2OHMnO2+ 2e MnO2总反总反应式应式Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2Li + MnO2 LiMnO2263、新型燃料电池、新型燃料电池 燃料电池不是把还燃料电池不是把还原剂、氧

16、化剂物质全部原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产入，同时将电极反应产物不断排出电池物不断排出电池电极反应：负极：电极反应：负极：2H2+4OH- 4e- = 4H2O正极：正极： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应：总反应：2H2+O22H2O27 1.1.下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是该电池的说法不正确的是（ ) ) A.aA.a极是负极极是负极 B.B.正极的电极反应是：正极的电极反应是：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+

17、4e- -=4OH=4OH- - C.C.电子由电子由b b通过灯泡流向通过灯泡流向a a D.D.氢氧燃料电池是环保电池氢氧燃料电池是环保电池H2H+H2OH2O电解质O2 (空气)a bC C282.2.人造地球卫星用到的一种高能电池人造地球卫星用到的一种高能电池银锌蓄电银锌蓄电池池( (充电电池充电电池) )，其电极反应为，其电极反应为:Zn:Zn2OH2OH-2e-2e- -ZnOZnOH H2 2O O，AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH。据此判。据此判断，氧化银是（断，氧化银是（ ） A. A.负极，并被氧化负极，并被氧化 B. B.正极，

18、并被还原正极，并被还原 C. C.负极，并被还原负极，并被还原 D. D.正极，并被氧化正极，并被氧化3.3.铁在下列情况下腐蚀最快的是（铁在下列情况下腐蚀最快的是（ ） A. A.铁放入海水中铁放入海水中 B. B.将铁和锌连接后放入到海水中将铁和锌连接后放入到海水中 C. C.将铁和锌连接后放入到淡水中将铁和锌连接后放入到淡水中 D. D.将铁和锡连接后放入到海水中将铁和锡连接后放入到海水中B BD D29 一次能源：直接从自然界取得的能源。一次能源：直接从自然界取得的能源。 二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。水能水能风能风能石油石油天

19、然气天然气蒸汽蒸汽电能电能原煤原煤补充知识补充知识30 一次能源：一次能源： 二次能源二次能源：蒸汽蒸汽电能电能水能水能风能风能石油石油天然气天然气原煤原煤31在由铜片、锌片和在由铜片、锌片和200 mL200 mL稀硫酸组成的原电池中，稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36 L3.36 L（标准状况）的（标准状况）的H H2 2时，硫酸恰好用完，则：时，硫酸恰好用完，则： 写出各电极的反应式及总反应式。写出各电极的反应式及总反应式。 产生这些气体消耗的锌的质量是多少？产生这些气体消耗的锌的质量是多少？ 通过导线的电子的物质的量是多少？通过导线的电子的物质的量是多少？ 原稀硫酸的物质的量浓度是多少？原稀硫酸的物质的量浓度是多少？独立独立作业作业 9.75 g 9.75 g； 0.3 mol 0.3 mol；0.75 mol/L0.75 mol/L32习题参考习题参考1. 2. 3. 1. 2. 3. 略。略。4.4