必修2-第二节-化学能与电能(2课时)课件

化学能与电能第二课时化学能与电能第二课时1复习回忆1、简述原电池的工作原理；氧化还原反应中，还原剂和氧化剂之间通过外电路间接地进行电子转移：①在负极,物质失去电子发生氧化反应；②电子通过导体经外电路由负极传导至正极；③在正极,物质得到电子发生还原反应；④电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

复习回忆1、简述原电池的工作原理；氧化还原反应中，还22、简述构成原电池必要条件；（1）两个电极（2）电解质溶液（3）形成闭合回路两极一液成回路(4)能自发进行氧化还原反应2、简述构成原电池必要条件；（1）两个电极（2）电解质溶液（3

知识点回顾1：原电池的构成及工作原理

练习1

在下图的8个装置中，属于原电池的是________。

4

解析

①②中无两电极，③中两电极的活动性应不同，⑤中无电解质溶液，⑧中不形成闭合回路，只有④⑥⑦满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是⑥⑦，⑥被误认为无导线相连构不成闭合回路，⑦被误认为应插入同一装置中而漏选。

答案

④⑥⑦

跟踪练习2

下列装置能构成原电池的是()

答案

B解析①②中无两电极，③中两电极的活动性应不同，⑤中无电5

知识点回顾2：原电池的设计

练习3

如图Ⅰ所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是________。A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．保持平衡状态不变C．铁圈向下倾斜D．银圈向下倾斜

(2)产生上述现象的原因是_______________________。(3)欲使图Ⅱ中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是____________________________________。D加CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，Fe溶解，铁圈减轻，Cu2＋在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如石墨)与铁棒用导线相连接(或直接接触)，插入该溶液中构成原电池知识点回顾2：原电池的设计D加CuSO4溶液后，构成Fe6

跟踪练习4

某同学根据原电池原理设计了“苹果电池”(如图)，下列有关说法中正确的是()

A．将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了B．铁片是此“苹果电池”的正极C．苹果里有电解质溶液D．一段时间后取出Cu片，其质量减少

答案

C跟踪练习4某同学根据原电池原理设计了“苹果电池”(如图7世界上最早的电池——伏打电池公元1799年，科学家伏打（及伏特）以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出最早的电池－伏打电池。将不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池，通称伏打电池。思考：如何改进伏打电池将电解质由液体改为固体世界上最早的电池——伏打电池公元1799年，科学家伏打（及伏8二、常见的化学电池1.干电池(一次性电池)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。电极方程式：负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正极(C)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O(1)锌锰干电池二、常见的化学电池1.干电池(一次性电池)电极:Zn为负极,9(2)碱性锌锰干电池随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。(2)碱性锌锰干电池随着用电器朝着小型化、多10讨论交流：干电池的优缺点干电池的优点是：使用方便、体积小、便于携带、可任意组合成所需要电压的直流电源等干电池的缺点：能量小、使用寿命短、对环境污染很严重、存放期短等讨论交流：干电池的优缺点干电池的优点是：使用方便、体积小、便112、铅蓄电池（二次电池）2、铅蓄电池（二次电池）12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:放电时：为原电池铅蓄电池:

负极(Pb)：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4

正极(PbO2)：

PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O总电池反应:PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O充电时：

2PbSO4＋2H2O＝PbO2＋Pb＋2H2SO4通电铅蓄电池电极：Pb为负极,PbO2为正极.通电133、锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。3、锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质14必修2-第二节-化学能与电能(2课时)ppt课件15锂电池的优点：1、能量比比较高

2、使用寿命长

3、额定电压高

4、具备高功率承受力

5、自放电率很低

6、重量轻

7、高低温适应性强8、绿色环保锂电池的优点：16锂电池的缺点：

1、锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。

2、钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，安全性较差。3、锂离子电池均需保护线路，防止电池被过充过放电。

4、生产要求条件高，成本高。锂电池的缺点：1、锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险174、新型燃料电池

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。4、新型燃料电池燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部18氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理19

负极正极负极正极20

21氢氧燃料电池电极:Pt制作的惰性电极反应原理:a.电解质溶液:KOH溶液负极:正极:总反应：b.电解质溶液:

HCl(盐酸)负极:正极:总反应：

2H2+4OH－－4e-＝4H2OO2＋2H2O＋4e-＝4OH－2H2＋O2＝2H2O2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2＋O2＝2H2O氢氧燃料电池2H2+4OH－－4e-＝4H2OO2＋2H22银锌电池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＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－总反应式:

Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2银锌电池Zn为负极,Ag2O为正极231）化学电池有三大类型：

、

、

.

一次性电池二次电池燃料电池

2）特点：①一次电池：不可充电，如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）②二次电池：可循环利用，放电过程是将

能转化为

能；充电过程是将

能转化为

能。③燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，最理想的燃料是

。（1）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广化学电

电化学H2

发展中的化学电源1）化学电池有三大类型：一次性电池二243、书写电极反应式，注意几点：（1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应式的一切规则；（2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关；(3)两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等。

（4）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。3、书写电极反应式，注意几点：1.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li＋MnO2

＝LiMnO2。下列说法正确的是(

)A.Li是负极，电极反应为Li－e-＝Li+B.Li是正极，电极反应为Li＋e-＝Li-C.MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e-＝MnO2-D.锂电池是一种环保型电池AD1.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、AD请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.ZnFeFe+2H+=Fe2++H2↑2H++2e-=H2↑AgFe－2e-=Fe2+Zn+Cu2+=Zn2++

CuCu2++2e-=CuCuZn－2e-=Zn2+Ie-e-I请在图上标出电子的流动方向和电流方向,ZnF

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。拓展：Fe－2e-=Fe2+铁铜、石墨或比铁硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液不活泼的其他金属Cu2++2e-=Cu请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：拓展：F

一、原电池的构成条件及工作原理1．原电池的构成条件：(1)具有活动性不同的两种电极材料。(2)电极材料与电解质溶液接触。(3)组成闭合回路。

（4）能自发进行氧化还原反应本节小结本节小结2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金30[特别提醒]①自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。②形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触。如下图：

[特别提醒]二、原电池电极名称的确定方法1、根据电极材料的性质确定。通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、化合物是正极。2、根据电极反应的本身确定。失电子的反应→氧化反应→负极得电子的反应→还原反应→正极负失氧正得还3、根据电子或电流流动方向（外电路）：电子从负极流出沿导线流入正极电流从正极流出沿导线流入负极二、原电池电极名称的确定方法1、根据电极材料的性质确定。通常325、根据离子方程式判断（负极）（在正极）6、负极往往会溶解，正极往往会产生气泡或者增重Fe+Cu2+=Fe2++Cu4、根据离子的定向移动（内电路）阳离子向正极移动阴离子向负极移动5、根据离子方程式判断（负极）（在正极）6、负33

[特别提醒]①原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数，遵循电子守恒。②原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：Mg、Al为电极，若以H2SO4溶液为电解质溶液，则Mg为负极；若以NaOH溶液为电解质溶液，则Al为负极。[特别提醒]三、原电池的设计

任何自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，一般思路是先依据反应式确定电极材料，然后判断电解质溶液，注意构成原电池的条件。

1．以自发进行的氧化还原反应为基础，如：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu。

2．把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。氧化反应(负极)：Zn－2e－＝Zn2＋；还原反应(正极)：Cu2＋＋2e－＝Cu。

3．以两极反应为根据，确定电极材料及电解质溶液。负极材料为Zn，正极材料的活动性比Zn弱，多采用石墨、Cu等。电解质溶液要含有Cu2＋，可以为CuCl2溶液或CuSO4溶液。

4．结合原电池的构成条件，画出装置图。三、原电池的设计四、原电池原理的应用

1．利用原电池反应原理加快化学反应速率。实验室常用粗锌或向酸溶液中加入少量硫酸铜溶液，来加快生成氢气的速率。其原因是锌与粗锌的杂质或锌与从硫酸铜中置换出的铜与酸溶液形成原电池，加快了锌的反应。

2．判断金属的纯度：在“Zn－Cu－H2SO4”构成的原电池中，锌极失去电子发生氧化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上得到电子发生还原反应，放出氢气。若在锌极上也有氢气放出，则说明锌极是不纯的。四、原电池原理的应用3．比较金属活动性强弱。如图所示装置中，A和B都是金属单质