化学能转化为电能化学电源优秀课件

化学能转化为电能化学电源第一页，共三十九页，编辑于2023年，星期五第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能化学电源第二页，共三十九页，编辑于2023年，星期五1.学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步理解原电池的概念。2.学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程。3.学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。第三页，共三十九页，编辑于2023年，星期五英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙，后因车祸又补了颗不锈钢假牙。从此出现头痛、失眠、心情烦躁等症状，四处求医总是找不到病因。这种痛苦的经历一直持续了十年，直到有一次在上流社会的舞会上巧遇一位著名化学家，这位化学家帮她找到病因，才解除了病痛。让我们带着这两个疑问到下面的学习中去寻找答案吧！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的青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。第四页，共三十九页，编辑于2023年，星期五一、原电池第五页，共三十九页，编辑于2023年，星期五实验现象结论实验1实验2实验3实验4Zn表面冒气泡，Cu表面无明显的变化Zn表面冒气泡，Cu表面无明显的变化Zn表面冒气泡，Cu表面也有气泡Zn表面冒气泡，Cu表面也有气泡，指针发生了偏转有电流产生问题：为什么Cu表面也冒气泡呢？后面我们再解释第六页，共三十九页，编辑于2023年，星期五探究1：若将两块锌片用导线相连插入盛有稀硫酸的烧杯里，将观察到什么现象？可得出什么结论？结论：Zn的表面冒气泡，但电流表的指针不偏转现象：无电流产生第七页，共三十九页，编辑于2023年，星期五探究2：若将原装置中的一块锌片换成石墨棒，现象又将如何呢？可得出什么结论？Zn、C的表面冒气泡，电流表的指针有偏转现象：有电流产生结论：第八页，共三十九页，编辑于2023年，星期五探究3：若将原装置中的锌片换成石墨棒和铜片，又有何现象？可得出什么结论？现象：Cu、C的表面无气泡，电流表的指针无偏转结论：无电流产生第九页，共三十九页，编辑于2023年，星期五负极正极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-电流方向装置中电流方向、正负电极、电子流动方向、电极上的反应情况分析思考:化学能是如何转变成电能的呢？思考:构成原电池的条件有哪些呢？第十页，共三十九页，编辑于2023年，星期五2.形成原电池的条件：(1)有自发发生的氧化还原反应。(2)有两个活泼性不同的电极。(3)有电解质溶液。(4)形成闭合电路。1.定义：我们把将化学能转变为电能的装置称为原电池。原电池反应的实质第十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期五问题：根据前面所学的知识，我们知道Zn失去的电子给了Cu，好像Zn表面应该没有气泡的嘛。为什么实验中Zn表面也冒气泡呢？结论:锌表面也形成了原电池提示：实验用的Zn不纯，表面看到黑色的物质是石墨。第十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期五Zn-2e-====Zn2+负极：氧化反应，价升高，失去电子

得失电子守恒，两极反应式相加即得总的方程式：2H++Zn=Zn2++H2↑正极：还原反应，价降低，得到电子2H++2e-====H2↑注意问题：负极失电子，正极得电子。电解质有时参与电极反应。3.电极反应的规律和电极反应式书写：第十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期五4.原电池正负极的判断（1）电极材料：活泼性强的金属为___极，活泼性弱或惰性电极为____极。（2）电流方向或电子流向：外电路（导线）上，电流由___极向___极，电子由___极到_____极。（3）电解质溶液中离子定向移动：阳离子移向___极，阴离子移向____极。（4）电极反应：负极____电子，发生_____反应；正极_____电子发生______反应。（5）现象：溶解的一极为____极，增重或有气泡产生的一极为_____极。负正正负负正正负负氧化得还原负正第十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期五5.原电池原理的应用（1）加快反应速率。如实验室用Zn和稀H2SO4制取H2，可加入少量CuSO4，使产生H2速率加快。（2）比较金属活泼性。原电池中，一般活泼性强的金属为负极，活泼性弱的金属为正极。第十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期五（3）设计原电池。理论上说，任何氧化还原反应都可以设计成原电池。如Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2，可用Cu作负极，C作正极，FeCl3溶液为电解质构成原电池。第十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期五在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。形成了铁-碳原电池第十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期五二、化学电源1.分类一次电池：用过之后不能复原，如干电池。二次电池：充电后可重复使用的电池，如铅蓄电池。普通锌锰电池镍镉电池一次电池二次电池第十八页，共三十九页，编辑于2023年，星期五2.常见化学电源（1）锌-锰干电池第十九页，共三十九页，编辑于2023年，星期五负极（锌筒）Zn-2e-====Zn2+正极（石墨）2MnO2+2NH4++2e-====2MnO(OH)+2NH3总反应：Zn+2MnO2+2NH4+====Zn2++2MnO(OH)+2NH3第二十页，共三十九页，编辑于2023年，星期五（2）铅蓄电池负极：Pb+SO42--2e-====PbSO4

正极：PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+2H2O负极：PbSO4+2e-====Pb+SO42-

正极：PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+4H++SO42-第二十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期五①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：④优点：⑤应用领域：电压稳定，使用方便、安全、可靠，可以循环使用广泛用于国防、科研、交通、生产和生活第二十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期五1.电极材料及原料：2.电解质溶液：3.优点：4.应用领域：（3）锂电池摩托罗拉6188/6288原装锂电池正极：金属氧化物负极：锂使用寿命长，质量轻、电压高、工作效率高、体积小有机溶剂电脑、照相机、手表、心脏起搏器索尼数码相机锂电池第二十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期五

银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料。电极反应如下：锌：Zn+2OH--2e-====Zn（OH）2

氧化银：Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-锌是

极，发生

反应；氧化银是

极，发生

反应。总反应为：_____________________________.负氧化正还原Zn+Ag2O+H2O====Zn（OH）2+2Ag（4）银锌电池第二十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期五3.燃料电池(1)氢氧燃料电池请移动鼠标观看相应内容第二十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期五20世纪60年代应用于美国载人飞船，也曾用于叉车、牵引车等。燃料电池是继水力、火力、核能发电之后的第四类发电—化学能发电负极：

2H2+4OH--4e-====4H2O正极：

O2+2H2O+4e-====4OH-2H2+O2====2H2O4e-燃料电池的反应方程式：第二十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期五燃料电池：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”2H2+O2====2H2O氢氧燃料电池

常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝—空气燃料电池、熔融盐燃料电池等优点：效率高、无污染，装置可持续使用电极选用多孔性金属电极，具有催化性能第二十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期五(2)磷酸型燃料电池

以磷酸为电解质，利用廉价的碳材料为骨架。除了以氢气为燃料外，还可使用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料，是目前最成熟的燃料电池。目前世界上大容量的燃料电池发电厂，都使用磷酸型燃料电池。如东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂。第二十八页，共三十九页，编辑于2023年，星期五(3)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。该电池以取之不尽的海水为电解质，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20倍～50倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：4Al-12e-====4Al3+3O2+6H2O+12e-====12OH-4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3第二十九页，共三十九页，编辑于2023年，星期五4.其他电能火力发电太阳能电池风力发电第三十页，共三十九页，编辑于2023年，星期五水力发电海浪发电地热发电潮汐发电第三十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期五[回应故事情境]开始上课时讲的故事中贵妇人经常头痛的原因是什么？如何医治？2.伽伐尼青蛙抽搐实验的原因是什么？都是因为形成了原电池第三十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期五原电池的原理常见电源形成原电池的条件有自发的氧化还原反应形成完整闭合回路有两个活泼性不同的电极化学电源电解质溶液燃料电池其他电能第三十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期五1.如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（）GGGG稀硫酸A稀硫酸B硫酸铜溶液C乙醇水溶液D铜银铜锌铜锌锌铜BC这是双选题哦！第三十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期五2.（2012·中山高一检测）已知空气-锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH－－2e－====ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e－=====4OH－据此判断，锌片是（）A.负极，被氧化B.负极，被还原C.正极，被氧化D.正极，被还原A第三十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期五3.(2012·金华高一检测)某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中正确的是(

)BA．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥ D．②③④ 第三十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期五4.A、B、C都是金属：B中混有C时，只有C能被盐酸溶解；A与B与稀硫酸组成原电池时，A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为()

A．A＞B＞C

B．A＞C＞BC．C＞B＞A

D．B＞C＞A

C第三十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期五5.分