化学能转化为电能PPT课件67-苏教版

1、第三单元化学能转化为电能1780年，意大利生物学家伽伐尼为给妻子看病，遵医嘱买了不少青蛙。当用金属解剖刀触动靠近铜盘里的青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发上了抽搐。 他联想起以前做经典试验时不慎触电而使身体肌肉发生颤抖的情形，断定青蛙的抽搐可能是受到电击的结果。 这偶然的现象并没有被伽伐尼放过，经过不懈的探索和思考，提出了“动物电”的概念。他认为青蛙神经和肌肉是两种不同的组织，常有相反电荷，两者存在电位差，一旦用导电材料将两者接通，就有电流通过。由于有动物电流的刺激，蛙腿肌肉发生收缩。动物电“动物电”的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣，经过一番研究，他发现蛙腿只是起了显示电流通过的作用，所谓

2、特殊的“动物电”是不存在的。伏打指出，伽伐尼试验中连接起来的是两种不同的金属和含有液体的青蛙肌肉。伏打把不同的金属板连接后浸入一种电解液里，组成了第一个滞留直流电源：用容器盛盐水，把插在盐水里的铜板、锌板里连接起来，电流就产生了。1800年3月20日伏打向伦敦英国皇家学会宣布了这个发现，第一个“人造电源”伏打电池问世。 活动与探究【实验1】把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象；【实验2】把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象；【实验3】用导线把实验2中的锌片和铜片连接起 来，观察实验现象；【实验4】在导线中间连接一个灵敏电流计，观察实验现象；实验实

3、验实验实验实验现象结论铜片表面有气泡，锌片逐渐溶解电流表指针偏转结论同上现象同上锌片有气泡铜片没有气泡锌与硫酸反应Zn+2H+=Zn2+H2铜不能与硫酸反应?外电路上有电流形成、为什么当锌片与铜片连接以后插入稀硫酸中，在铜片上有气泡产生？交流与讨论、电流表的指针偏转说明有电流，这种电流是如何产生的？一、原电池化学能转变为电能的装置原电池电子的转移氧化还原反应电流CuZn 稀硫酸-Zn2+H+H+灯泡1、原电池的正负极判断负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极2、电极反应2H+2e=H2 负极：Zn2e=Zn2+正极：原电池氧化反应还原反应氧化还原反应总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ +

4、 H2(离子方程式)失去电子得到电子Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化学方程式)铜片的作用是什么？可以用石墨代替吗?【问题一】CuZn 稀硫酸【问题二】CuZn-整个装置是如何形成电流的闭合回路的?负极正极【问题三】CuZn-溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+-Zn2+H+SO42-负极正极静电作用【问题四】CuZn-有人说在铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？-Zn2+H+负极正极H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 【问题五】CuZn-为什么H+在铜片上得到电子？Zn2+Zn2+Zn2+Zn

5、2+Zn2+Zn2+-Zn2+H+负极正极静电斥力静电引力CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应还原反应负极正极电子沿导线传递，产生电流阳离子失去电子溶液中阳离子得到电子阴离子正极负极SO42-原电池工作原理小结较活泼金属不活泼金属或石墨较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。 石墨Al 稀硫酸（1）判断正负极；（2）写出电极反应式；（3）写出总反应方程式； （4）说明反应的现象.巩固练习1CuZn硫酸铜（1）判断正负极；（2）写出电极反应式；（3）写出总反应的方程式；（4）说明两个电极质量的变化情况。巩固练习2

6、二、形成简单原电池的条件两种不同的金属 （或一种金属与石墨）作电极用导线相连（或直接接触）插入电解质溶液里，形成闭合回路存在可自发发生氧化还原反应活动与探究：下列能否形成原电池？1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶 液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 （ ） AXYZ BXZY CYXZ DYZX练习C2、下列各种情况是否形成了原电池？1 23 4 5 ZnCuH2SO4H2SO4ZnZnACuZn乙醇A盐酸溶液AlMgA盐酸溶液含杂质C的Fe片3、思考：有下列材料： Zn片、Cu片、导线、西红柿,根据构成原电池的条件，请大家推

7、断一下能否组成原电池？钢铁表面形成的微小原电池示意图三、钢铁的电化学腐蚀原理Fe2O3 nH2O（铁锈）2Fe - 4e- = 2Fe2+O2+2H2O+4e- =4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3负极：正极：总反应：四.原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。例1.选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,以便完成下列反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2. 画出原电池的示意图并写出电极反应式.石墨CuFeCl3溶液负极（铜）：Cu2e=Cu2+正极（石墨）：Fe3+ + e=Fe2+五.原电池的应用(2)比

8、较金属活动性强弱。例2.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）(3)比较反应速率例3.下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和 1mol/L 硫酸；A.纯锌和1mol/L 硫酸；B.纯锌和18 mol/L 硫酸；D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。（ D ）(4)比较金属腐蚀的快慢例4.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)干电池纽扣电池锂电池化学电源六.常见

9、的化学电源一次电池二次电池高能电池燃料电池锌锰干电池四.常见的化学电源.干电池(一次电池)电极: Zn为负极,碳棒为正极电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。 负极(Zn):Zn-2e-Zn2+ 正极(C):2NH4+ + 2e-2NH3+H2 H2 + 2MnO2 Mn2O3+H2O 去氢 4NH3 + Zn2+ Zn(NH3)42+ 去氨电极方程式：四.常见的化学电源铅蓄电池电极：Pb为负极；PbO2为正极.电解液:30%的H2SO4溶液电极反应式:负极(Pb)： Pb + SO42- -2e-PbSO4正极(PbO2)：PbO

10、2 + 4H+ + SO42- + 2e- PbSO4 +2H2O总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO42PbSO4+ 2H2O拓展创新.铅蓄电池(二次电池)课堂练习:2.铅蓄电池(原电池)的电极分别是PbO2和Pb,电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池的总反应是: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 根据上述反应,判断:1)原电池的负极是(填电极材料)_2)工作时蓄电池负极反应式为_3)工作时蓄电池里电解质溶液的PH变化:_电极: Zn为负极，Ag2O为正极电解液: KOH溶液电极反应式:负极: Zn + 2OH- -2e- Zn(OH)2正极: Ag2O + H

11、2O + 2e- 2Ag + 2OH-总反应式: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2拓展创新银锌电池.高能电池(银锌电池、锂电池)铝-空气-海水电池 .新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/铝-海水-空气电池) 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极：4A1-12e- 4A13+ 正极：3O2+6H2O+12e- 12OH- 电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高2050倍。电极: Pt制作的惰性电极电解质溶液: KOH溶液负极: 2H2 - 4e-

12、+ 4OH- 4H2O正极: O2 + 2H2O + 4e- 4OH- 总反应：2H2+ O22H2O拓展创新氢氧燃料电池若为酸性介质，试写出电极反应式？思考:负极：2H2 - 4e- 4H+正极: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池)甲烷-氧燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气: 负极：CH4 + 10OH- - 8e- CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e- 8OH- 电池总反应式为：CH4+2O2+2OH- CO32- + 3H2O.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池)小结:燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、CO、CH4、乙醇等。燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极上应式是有区别的。如甲烷-