第3节化学能转化为电能-电池(第一课时)

第三节化学能转化为电能—电池第一课时1.本节要点构成原电池的条件？3.原电池的工作原理？什么是原电池？4.原电池的正负极和电子流向如何判断？2.5、常见化学电源6、金属的腐蚀与防护1.构成原电池的条件？3.原电池的工作原理？什么是原电池？4.原电池的正负极和电子流向如何判断？2.根据必修知识思考并回答下列问题(2)若将Zn片,Cu片用一导线连接或将上端直接连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？(1)将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？一、原电池的工作原理演示探究(3)导线间接一电流计有何现象产生？为什么？(4)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？课堂练习１、画出铜锌原电池的简易装置示意图。２、写出銅锌原电池的电极反应式３、写出电池总反应式。负极正极Zn-2e-→Zn2+2H++2e-→H2↑还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应还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1

什么是原电池？一、原电池把化学能转化为电能的装置就叫原电池。*2、形成原电池的条件*

：必须有一个自发进行的氧化还原反应。１、有两种活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）做电极。２、电解质溶液３、构成闭合回路。负极-----发生氧化反应(失电子)正极------发生还原反应(得电子)3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？

负极（–）：电子是不活泼金属或非金属，正极（+）：是活泼金属，本身失去电子，发生氧化反应。进电子，本身不反应，得电子发生还原反应。是溶液中的阳离子要用到金属活动性顺序表：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…活泼性，还原性依次减弱。简单原电池的正负极和电子流向如何判断

负极正极反应类型氧化反应还原反应聚集离子阴离子阳离子电子流向流出流入电流流向流入流出反应物化合价升高降低电极活性活泼较不活泼盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。这样可以大大提高电池效率。带有盐桥的原电池的工作原理示意图此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。氧化反应Zn=Zn2++2e

铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e-=Cu阴离子阳离子总反应：负极正极Cu2++2e-=CuZn

=Zn2++2e-Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子1.构成原电池的条件3.原电池的工作原理什么是原电池4.原电池的正负极和电子流向如何判断2.本节课解决了下列问题：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①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③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

巩固练习：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是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A、X>Y>ZB、X>Z>YC、Y>X>ZD、Y>Z>XC2.图中所示装置属于原电池的是().CDEE练习3、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)正极：2H++2e-＝H2↑负极：Zn－2e-＝Zn2+总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑

⑤④(×)(∨)负极：Zn－2e-＝Zn2+正极：Cu2++2e-＝Cu总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu4、一定条件下列各反应均能发生。判断它们能否设计成原电池①Cu+H2SO4

②FeCl3+Cu③Cu+AgNO3

④C+H2O⑤HCl+NaOH⑥

H2+O24、原电池的设计（1）请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：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、电极反应式：负极:.正极:.5、按：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置(使用盐桥）,画出装置图。

CuSO4AgNO3ACuAg4、按：2Fe3++Fe=3Fe2+的反应设计一个原电池，并画出简易装置图。

第三节化学能转化为电能—电池第二课时

化学电源形形色色的电池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa极b极负极（锌筒）：Zn-2e-→Zn2+正极（石墨）：2NH4++2e-→2NH3+H2总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2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，还原产物为Mn(OH)2,电解质是KOH溶液，总：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2请写出电极反应式并分析其工作原理。负极：Zn+2OH－－2e-→ZnO+H2O正极：MnO2+2H2O+2e-

→Mn（OH）2+2OH－

总反应：Zn+MnO2+H2O=ZnO+

Mn(OH)2碱性Zn-Mn干电池PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O写出其正负极电极反应铅蓄电池（1）电极材料及原料（2）电解质溶液（3）电极反应式：正极：PbO2

负极：PbH2SO4溶液负极（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-

→PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-→PbSO4+2H2O总反应：（2）二次电池负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H++2e-

→PbSO4+2H2O电池总反应：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O阴极：PbSO4+2e-

→Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O→PbO2+SO42-+4H++2e-

电解池总反应：2PbSO4+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2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程

把能源中燃料燃烧反应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

（3）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)教材25-26页燃料电池常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。A氢气2e-2e-稀H2SO4氧气NaOH溶液▽3、氢氧燃料电池负极：2H2+4OH--4e-→4H2O

正极：O2+2H2O+4e-→4OH-

总反应：O2+2H2=2H2O怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？

书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。正极反应一般为

①酸性电解质

②碱性或中性电解质O2+4H++4e－→2H2OO2+2H2O+4e－→4OH-燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-据报道最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，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。据此回答:(1)甲醇是___极，电极反应是______________________(2)电池反应的离子方程式___________________________负CH3OH－6e＋8OH－=CO32－+6H2O2CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32－+6H2O已知：蓄电池在放电时起原电池作用，充电时起电解池的作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式：Pb

+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电时负极上发生的电极反应：充电时阳极上发生的电极反应：用此蓄电池电解CuSO4溶液时，通电半小时后生成3.2克Cu，蓄电池内消耗硫酸的物质的量为_______放电充电Pb+SO42-

–2e-=PbSO4还原剂做原电池的负极氧化剂做原电池的正极0.1molPbSO4+2H2O–2e-=PbO2+4H++SO42-课堂练习1、下列装置不能形成原电池的是：（）

ＡＢＣＤ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种金属，将Ａ和Ｂ用导线连接起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将Ａ、Ｄ分别放入等浓度盐酸中，Ｄ比Ａ反应剧烈。将Ｃｕ浸入Ｂ的盐溶液中无明显变化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的盐溶液中，有金属Ｃ析出。其活动顺序为：（）Ａ、ＤＣＡＢＢ、ＤＡＢＣＣ、ＤＢＡＣＤ、ＢＡＤＣZnFeZnCuAlCuCuAgFeCl3汽油CuCl2AgNO3BB3、下列关于下图所示原电池的说法正确的是()A铝片为正极B正极上有H2产生CAl是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出D当转移0.04mole-时，产生0.01molO2

Cu○B第三节化学能转化为电能—电池第三课时-ne-被氧化1、金属腐蚀的实质三、金属的腐蚀金属原子金属阳离子电流例如条件种类相互关系本质有微弱的电流无钢铁腐蚀2Fe＋3Cl2＝2FeCl3

不纯金属或合金跟电解质溶液接触发生原电池反应电化腐蚀化学腐蚀化学腐蚀、电化腐蚀常同时发生较活泼金属被氧化金属被氧化金属与非电解质等直接发生化学反应2、金属腐蚀的种类钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图负极（Fe）：Fe—2e—

→Fe2+正极（C）：2H++2e—

→H2

钢铁在潮湿的空气中为什么易生锈?问题讨论或2H2O+O2+4e—

→4OH—3班3、电化学腐蚀水膜酸性较强(1)析氢腐蚀H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCO3-正极(C)2H＋＋2e-＝H2↑Fe－2e-＝Fe2＋负极(Fe)正极(C)：O2负极(Fe)：Fe-2e-=Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+*铁锈的生成2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3-x)H2O生成的Fe2O3·xH2O就是铁锈。4、金属的防护（1）腐蚀因素：金属本性、介质（2）方法a、涂层：b、电镀、喷镀：c、表面钝化：d、合金：e、电化学不锈钢——铁铬合金白铁皮（Zn）、马口铁（Sn）枪炮表面致密的Fe3O4保护膜表面涂矿物性油脂、油漆、覆盖搪瓷e、电化学在轮船船壳水线以下部分镶上Zn块，来防止船壳的腐蚀，为什么？正极：被保护金属负极：外加一种更活泼的金属

1、牺牲阳极的阴极保护法

形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。2、外接电源的阴极电保护法

将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极（不溶性）金属腐蚀的快慢的判断原则：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>一般防护的防腐>无防护条件的防腐例