6.3.1化学能转化为电能-高一《化学》同步课堂（苏教版2019必修第二册）

第三节化学能与电能的转化

课时1

化学能转化为电能

专题六

化学反应与能量变化授课人：学习目标1．通过实验探究认识化学能转化为电能的原理。2．从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件，发展证据推理与模型认知的核心素养。卫星电源飞机电源电动汽车电源笔记本电源手机电源手表电源常见的化学电源思考化学电源是如何对外提供电能的呢？实验装置实验现象实验结论

___________________________锌与稀硫酸_____，铜与稀硫酸_______锌片上有气泡，铜片上无气泡反应不反应实验装置实验现象实验结论

___________________________产生H2（还原反应）的位置发生了改变

___________________________________________该装置将_______转化为_____锌片上无气泡，铜片上有气泡锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转化学能电能实验现象：实验结论：锌片逐渐溶解，铜片有气泡产生，灵敏电流计指针发生偏转锌失电子，变成Zn2+进入溶液，H+在铜片上得到电子生成氢气，反应过程中产生了电能。灵敏电流计是用来检测微小电流的电流表，指针可以左右偏转一定角度，电流方向都是规定的正电荷移动的方向，与电子流动方向是相反的。

原电池原理分析：一、原电池一、原电池1、概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。ZnZn2+H+H+Cue-e-e-e-

H2H+H+

H2

稀硫酸正极还原反应2H＋＋2e-===H2↑总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑负极氧化反应Zn-2e-===Zn2＋2、工作原理：一、原电池原电池的工作原理一、原电池3、原电池的构成条件：3、形成闭合回路4、氧化还原反应能自发进行2、两电极插入电解质溶液中1、两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极原电池一、原电池注意：构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发地发生氧化还原反应。在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。一、原电池一、原电池思考在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？离子如何移动？1、由于金属锌比铜活泼，锌失去电子，电子通过导线流向铜片；2、电子不能通过电解质溶液；3、在稀硫酸中H＋移向铜片，

SO42-移向锌片；一、原电池总结原电池中：电解质溶液中，阳离子向正极移动，

阴离子向负极移动。电子的移动方向：离子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。口诀电子不下水，离子不上岸一、原电池多数情况下解答有关原电池问题的思维流程如下：一、原电池典例解析C二、原电池工作原理的应用1．加快氧化还原反应的速率原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。思考实验室制氢气，用纯锌还是粗锌（含碳）好？粗锌放入稀硫酸中构成原电池，化学反应速率增大。如果只有纯锌，处理才能加快反应速率？可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。二、原电池工作原理的应用2．比较金属活泼性强弱原理：负极活泼金属作负极发生氧化反应反应中质量减少正极不活泼金属作正极发生还原反应质量不发生变化二、原电池工作原理的应用（1）潮湿的空气里钢铁容易生锈原理：负极反应：

；正极反应：

；

总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)32Fe－4e-＝2Fe2+

O2＋2H2O＋4e-＝4OH-3．解释生活中的现象二、原电池工作原理的应用3．解释生活中的现象（2）暖贴主要成分：铁粉、碳、食盐、水、吸水布（吸水棉）

使用方法：撕开后进入空气（提供氧气，供吸氧腐蚀用）原理：负极反应：

正极反应：

；

总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3在此反应过程中放热，因此成为“暖宝宝”“热敷袋”2Fe－4e-＝2Fe2+O2＋2H2O＋4e-＝4OH-二、原电池工作原理的应用4．设计原电池(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(即电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。(2)选择合适的材料①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。典例解析C课堂小结原电池原电池