第7讲化学反应与电能课件高一化学辅导（人教版20(1)9）

第7讲化学反应与电能【内容导航】1．原电池的工作原理2．原电池原理的应用3．化学电池高一化学同步辅导1．实验探究——化学能转化为电能一、原电池的工作原理【实验1】将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中。实验现象：锌片：______________________；铜片：__________。实验结论或解释：____________________________________________。【实验2】用导线连接锌片和铜片。实验现象：锌片：_______________；铜片：_________________。实验结论或解释：__________________________________________________。【实验3】用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表。实验现象：电流表指针发生________。实验结论：说明产生了________。逐渐溶解，有气泡产生没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应逐渐溶解有气泡产生锌失去电子，变为Zn2＋，H＋在铜片上得到电子生成H2偏转电流2．Cu-Zn原电池的工作原理(1)Zn比Cu活泼，锌_______电子，变为______：锌片：___________________

(_______反应)(2)电子经过导线流向________，产生电流，______在铜片上_______电子生成______:铜片：___________________

(_______反应)失去Zn2＋Zn-2e-=Zn2+氧化铜片H＋得到H22H++2e-=H2↑还原在特定的装置中使氧化反应和还原反应分别在不同区域进行，氧化还原反应中产生的电子通过导体发生定向移动，形成电流。3．原电池的工作原理(1)原电池的概念和本质将_________转化成_______的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是______________反应。(2)原电池的工作原理化学能电能氧化还原电极名称负极正极电极材料

反应类型

外电路电子流向由_____极沿导线流向_____极内电路离子移向阳离子向_____极移动，阴离子向_____极移动移动能量转化形式_______能转化成_______能原电池总反应

较活泼的金属活泼性较弱的金属或导电的非金属氧化反应还原反应负正正负化学电自发进行的氧化还原反应(3)原电池的构成条件①两个电极为两个电极为两种________不同的金属（或一种为能导电的非金属）。②________溶液。③电极、导线和电解质溶液形成__________。④自发进行的___________反应。活动性电解质闭合回路氧化还原课堂探究1．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(

)A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4D．C＋CO2=====2COD高温2．如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，不正确的是(

)A．N上有气体放出B．M为负极，N为正极C．电解质溶液中H＋浓度减小D．导线中有电流通过，电流方向是由M到ND归纳小结(1)电极名称的判断方法(2)原电池中电子、离子的移动规律在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。【即学即练1】下列各组材料中，不能组成原电池的是(

)C

ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片插入溶液H2SO4AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸【即学即练2】如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，正确的是(

)A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应B．碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大C．导线上有电流，电流方向a→bD．反应后a极质量减小D1．加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成________，加快了反应，使产生H2的速率加快。2．比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为____极，活动性弱的金属为____极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性________。原电池负正A>B二、原电池原理的应用3．原电池的设计(1)将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。(2)选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。①电极材料的选择：一般选择________的金属作负极，__________金属或____________作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。②电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与_______发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与_______发生反应。(3)按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成___________。较活泼较不活泼非金属导体负极负极闭合回路课堂探究1．(1)根据Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，设计一个原电池，画出装置图，标明电极材料，并写出正、负极的电极反应式。电池反应式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu负极：Zn-2e-=Zn2+

正极：Cu2++2e-=Cu(2)根据Fe+2FeCl3=3FeCl2，设计一个原电池，画出装置图，标明电极材料，并写出正、负极的电极反应式。电池反应式：Fe+2Fe3+=3Fe2+负极：Fe-2e-=Fe2+

正极：2Fe3++2e-=2Fe2+2．利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。由A、B、C三种金属按表中装置进行实验：装置甲乙现象A不断溶解，B上产生气泡C的质量增加，B的质量减轻(1)在甲中，金属片________(填“A”或“B”)发生氧化反应。(2)在乙中，金属片________(填“B”或“C”)作负极。(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，有一电极产生气泡。则金属片________(填“B”或“C”)上有气泡产生。(4)上述三种金属的活动性顺序是____________。答案：(1)A

(2)B

(3)C

(4)A＞B＞C原电池反应的分析方法原电池的分析一般采取以下步骤：(1)确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择_______进行的那个反应为电池反应。(2)将化学方程式改写成______方程式。(3)分析氧化还原反应的__________数目，并改写成______反应式。最容易离子电子得失电极归纳小结【即学即练1】在实验室制取氢气时，最好的方法是(

)A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌与浓硫酸反应C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应【即学即练2】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为(

)A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞aDB【即学即练3】利用化学反应：2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，选择适宜的材料和试剂，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：(1)选用

做正极材料，

做负极材料，选用

做该原电池的电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：

；负极：

。答案：(1)石墨棒

铜棒FeCl3溶液(2)2Fe3++2e-=2Fe2+Cu-2e-=Cu2+三、化学电池1．一次电池(1)特点：电池放电后_______充电(内部的氧化还原反应_______逆向进行)。(2)锌锰干电池的构造如图所示。①锌筒为_______，电极反应是____________________。②石墨棒为_______，最终被还原的物质是二氧化锰。③NH4Cl糊的作用是______________________。不能无法负极Zn－2e－===Zn2＋正极作电解质溶液2．二次电池(1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以______进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。(2)能量转化：化学能电能放电充电(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。逆向3．燃料电池(1)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(2)氢氧燃料电池：在负极上发生氧化反应的是______，在正极上发生还原反应的是_____，产物是_______。(3)以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：_________________________

(_______反应)；正极：_________________________

(_______反应)；电池反应：______________________。H2O2H2O2H2+4OH--4e-=4H2O氧化O2＋2H2O＋4e－===4OH－还原2H2＋O2===2H2O课堂探究习1．(1)银锌纽扣电池的结构如图所示，电池反应式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。请写出电极反应式。负极反应式：_____________________________正极反应式：_____________________________Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-(2)铅酸电池的充、放电原理的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O。其中放电反应为原电池反应，充电反应为电解反应，请写出铅酸电池放电反应的电极反应式。负极：________________________________________正极：________________________________________Pb-2e-+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O2．已知：2H2+O2=2H2O，根据此反应可以设计成氢氧燃料电池，电池的两个电极均为石墨。(1)若电解质溶液为K2SO4溶液，请写出电极反应式。负极：_______________________

正极：_______________________(2)若电解质溶液为硫酸溶液，请写出电极反应式。负极：_______________________

正极：_______________________(3)若电解质溶液为KOH溶液，请写出电极反应式。负极：_______________________

正极：_______________________(1)负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-(2)负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+4H++4e-=2H2O(3)负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-归纳小结原电池电极反应式的书写方法(1)负极反应式的书写先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。(2)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。②再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。【即学即练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为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是(

)A．Li是正极，电极反应为Li－e－=Li＋B．Li是负极，电极反应为Li－e－=Li＋C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－=MnO2-D．Li是负极，电极反应为Li－2e－=Li2＋B【即学即练3】有人设计以铂和锌为电极材料，植入