2012届步步高高考物理大二轮专题复习与增分策略课件：专题九 物理图象问题

1、第三单元 化学能与电能的转化化学能 热能 机械能 电能燃烧蒸汽发电机分析火力发电的利与弊, 将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？, 将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？演示探究，假设将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？，将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？，导线间接一电流计有何现象产生？为什么？，用一干电池连接电流计验证电子流向，确定Zn片, Cu片的正负极是怎样的？实验现象实验结论实验 1实验2实验3实验4铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。铜片上有无色气体

2、产生，锌片无明显现象。铜片上有无色气体产生，锌片无明显现象，电流计发生偏转。H+在铜片上得到电子被复原成氢气。H+在铜片上得到电子被复原成氢气，说明有电子从锌片流入到铜片.铜片与稀硫酸不反应，2H+Zn=Zn2+H2铜片与稀硫酸不反应，2H+Zn=Zn2+H2原电池 问题探究 1、你能找到原电池的正负极吗?这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的？定义:把化学能转变为电能的装置。 电子由锌片经导线流向铜片，电流由铜片流出，从锌片流入。、锌片： Zn2eZn2+氧化反响铜片： 2H+2eH2复原反响 问题探究 2、你知道原电池的工作原理吗？能不能写出在二个电极上的离子反应方程式？原电池的工作原理

3、：氧化复原反响电极材料电极反应反应类型原电池的电极Zn片Cu片电池总反应氧化反响Zn2e- Zn2+2H+ + 2e-H2负极正极Zn+2H+Zn2+H2锌铜原电池原理复原反响负极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2复原剂(Zn)失去电子，发生氧化反响氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生复原反响复原剂失去的电子从锌极流出流入铜极.经外电路Zn2+H+SO42-电流方向意大利物理学家亚历山德罗.伏打(Alessandro Volta)伏打电池1.原电池：将化学能转化成电能的装置化学能转化为电能原电池的原理：氧化复原反响总反响：2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2

4、+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式化学方程式正极：负极：氧化反响复原反响2.电极反响实验探究形成原电池的条件形成条件一：活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等形成条件二：电极需插进电解质溶液中实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件四：必须存在自发的氧化复原反响3.构成原电池的条件(1)有活泼性不同的两个电极(2)两电极都接触电解质溶液3正极、负极、电解质溶液构成闭合回路( 4 )在电极外表上能发生自发进行的氧化复原反响。电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极 阳离子

5、原电池工作原理：动脑动手有以下材料：Zn片、Cu片、导线、水果 、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转。本节要点:1，原电池概念。2，构成原电池的条件。3，原电池的正负极和电子流向判断。4，原电池的工作原理。小 结例题： 把A、B、C、D4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。假设A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，那么此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 ABCD ACDB CABD BACD ABCDACDB试一试1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极

6、名称，并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：总反响：正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极：正极：总反响：正极：负极：总反响：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu、四种金属，将和用导线连接起来，浸入电解质溶液中，不易腐蚀。将、分别放入等浓度盐酸中，比反响剧烈。将浸入的盐溶液中无明显变化，如果把浸入的盐溶液中，有金属析出。其活动顺序为： 、 、 、B3、一个原电池的总反响的离子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反响的原电池的组成正确的选项是 ABC

7、D正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C4. 原电池原理的应用：(1)研制化学电源；(2)促进某些氧化复原反响的进行；3寻找钢铁防腐蚀的方法 阅读教材39页 资料卡 分析钢铁电化学腐蚀的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。钢铁的防腐蚀：1覆盖保护层；2改变金属内部结构；3钢铁外表镶嵌活泼金属，如锌；4钢铁连接电源负极。5. 原电池的设计1 请结合组成原电池的条件，将氧化复原反 应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。1、电解液： 。2、电极材料： 正极 ，负极 。3、电极反响式 ： 负极: . 正极: . 5. 原电

8、池的设计2 将氧化复原反 应：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2设计成一个原电池。1、电解液： 。2、电极材料： 正极 ，负极 。3、电极反响式 ： 负极: . 正极: . 5. 原电池的设计3 将氧化复原反 应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 设计成一个原电池。1、电解液： 。2、电极材料： 正极 ，负极 。3、电极反响式 ： 负极: . 正极: . 5. 原电池的设计4 将氧化复原反 应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 设计成一个原电池。1、电解液： 。2、电极材料： 正极 ，负极 。3、电极反响式 ： 负极: . 正极: . 问题探究 将铜棒和

9、铝棒用导线连接后插入浓硝酸中,是否构成了原电池? 假设构成了原电池,负极材料是什么? 电极反响式?二.化学电源一次电池如干电池:用过后不能复原二次电池如蓄电池:充电后能继续使用燃料电池海水电池 负极锌筒：Zn-2e-=Zn2+正极石墨：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反响：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干电池 Zn- Mn普通干电池1、一次电池锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn，复原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO

10、OH请写出电极反响式并分析其工作原理。负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnOOH + 2OH 总反响： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH碱性Zn- Mn干电池 银锌电池钮扣电池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Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反响后生成Ag和ZnO,其电极反响式为：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌纽扣电池总反响式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag2、二次电池铅蓄电池1电极材料及

11、原料2电解质溶液3电极反响式：正极：PbO2 负极：PbH2SO4溶液负极Pb: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正极PbO2: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反响：负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 电池总反响：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O阴极： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 阳极： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 电池总反响：2PbS

12、O4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 铅蓄电池的放电过程原电池铅蓄电池的充电过程电解池放电充电2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H2SO4铅蓄电池的充放电过程 把能源中燃料燃烧反响的化学能直接转化为电能的“能量转换器优点：效率高、无污染，装置可持续使用 燃料电池不是把复原剂、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，同时将电极反响产物不断排出电池 3、新型燃料电池演示探究教材40页燃料电池负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 总反响：O2+2H2=2H2O常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池

13、、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。如图电池反响4、海水电池1991年，我国首创以铝-空气-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“干电池高2050倍。电极反响式为：负极：正极：电池总反响：4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3怎样书写燃料电池的电极反响式和总反响式？书写步骤：1写出燃烧反响，根据电解液改写燃料电池总反响；2写出正极的电极反响式(一般较简单);3由燃料电池总反响减去正极的电极反响式得负极的电极反

14、响式。正极反响一般为酸性介质 碱性介质O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、NaOH组成的燃料电池1.燃烧总化学反响： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反响：3.正极：4.负极：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型 电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。据此答复： (1)甲醇是 极,电极反响式是: ;(2)电池反响的离子方程式: 2CH3OH+16OH-12e=2CO32-

15、+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O. 负 在生产和生活中我们不但要利用化学反响，使化学能转化为电能，而且要利用化学反响使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我们已学过的化学课程里涉及利用电解反响来制取新物质的例子吗？ 实 例 被 电 解 物 质 电 解 产 物 化 学 方 程 式电解水水H2、O22H2O=2H2 +O2 电解食盐水H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl22NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 电解融熔 氯化钠NaClNa、 Cl22NaCl = 2NaCl+ Cl2 电解融熔 氧化铝Al2

16、O3Al 、 O22Al2O3=2Al +3 O2 在U形管中参加饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。1接电源负极的石墨棒上有 ， 电极反响为。2接电源正极的石墨棒上有 ， 电极反响为。 3电解反响的化学方程式。 4在上述电解反响中，被氧化的物质是， 被复原的物质是。5比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，有什么不同？为什么？有铜析出Cu2+ + 2e- = Cu有Cl2放出2Cl- - 2e- = Cl2CuCl2 = Cu + Cl2 CuCl2CuCl2因参与电解的微粒不同。三.电解原理及电解池3.电极名称和电极反响与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发

17、生复原反响。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反响。 构成电解池有什么条件？构成条件: 1与外加电源相连的两个电极 2有电解质溶液 3形成闭合回路1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧 化复原反响的过程.2.电解池:借助于电流引起氧化复原反响的装置，即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽比较原电池、电解池的异同点。原电池电解池定义化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应将电能转变成化学能的装置。非自发的氧化还原反应形成条件活动性不同两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源电极插入电解质溶液形成闭合回路电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属

18、等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应原电池、电解池的比较阴极:与电源负极相连，电子流入，发生复原反响阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反响4. 电极的判断eeCC阴极阳极电解质溶液5. 电子、离子的流向电子从阳极通过电源流向阴极阳离子在电解质溶液中移向阴极阴离子在电解质溶液中移向阳极稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸 A B C D 例题1：以下装置中属于原电池的是 属于电解池的是 BC D 怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源； 多池组合判断： 无外电源：一池为原电池，其余为电解池； 有外电源：全

19、部为电解池或电镀池、精炼池。 1. (05上海)10、关于如图所示装置的叙述，正确的是 （ ）A、铜是阳极，铜片上有气泡产生B、铜片质量逐渐减少C、电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原D高考题例析2.2002广东10在原电池和电解池的电极上所发生的反响，同属氧化反响或同属复原反响的是A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反响B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反响C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反响D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反响高考题例析B C 3. 05全国卷I11关于电解NaCl水溶液，以下表达正确的选项是A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B假设在阳

20、极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C假设在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性B4.（2003上海16右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是A.a为负极、b为正极 B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变C2活泼金属的冶炼钠的制取镁的制取铝的制取总反应式 : 2NaCl 2Na+Cl2总反应式 : MgCl2 Mg+Cl2总反应式 : 2Al2O3 2Al+3O21氯碱工业电解饱和食盐水总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 +

21、H2 电解5.电解原理的应用3电镀铜 (1) 电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。 (2) 电镀池的形成条件 阴极：待镀金属制品 阳极：镀层金属 电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液 镀件 铜 氯化铜溶液实验现象阳极：阴极：铜变小有红色固体产生反响方程式Cu2e- Cu2+Cu2+2e-Cu电镀液的组成及酸碱性不会变化4铜的电解精炼、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+纯铜粗铜CuSO4溶液、粗铜的精炼 以粗铜为阳极，以纯铜为阴极， 以CuSO4溶液为电解液进行电解阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu

22、2eCu2+ 阴极： Cu2+ +2eCu长时间电解后必须补充电解液6.电极产物的判断及电极反响的书写阳极:先看电极后看溶液 (1) 活泼金属电极:金属电极失电子除金和铂) (2) 惰性电极:溶液中阴离子失去电子, 失电子能力为: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根F-阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ 酸 Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ 水 Al3+ Mg2+ 如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反响式为：阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：2H2O O2 +2H2 电解 电解后溶液中溶质的质量分数