課件：2.3.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.ppt

第1課時(shí) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,第1課時(shí),課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,課前自主學(xué)案,探究整合應(yīng)用,課前自主學(xué)案,一、原電池的定義 把_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能的裝置叫做原電池。 二、原電池的構(gòu)成條件 (1)電極材料，兩種金屬活動(dòng)性不同的金屬或金屬和其他導(dǎo)電的材料(非金屬或某些氧化物等)。 (2)兩電極必須浸在_中，兩電極 之間要用導(dǎo)線連接，形成_。 (3)_ 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。,化學(xué),電,電解質(zhì)溶液,閉合回路,氧化還原,思考感悟,下列裝置能否形成原電池，其理由是什么？,【提示】 都不能。第一個(gè)沒(méi)有形成閉合回路；第二個(gè)兩個(gè)電極相同；第三個(gè)沒(méi)有電解質(zhì)溶液(乙醇是非電解質(zhì))。,三、原電池的工作原理 外電路中：較活潑金屬材料作_，_ 電子，電子經(jīng)外電路流向較不活潑金屬或?qū)w (正極)，而使外電路中產(chǎn)生電流。 內(nèi)電路中：電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子向_移 動(dòng)，陰離子向_移動(dòng)，使電流通過(guò)電解質(zhì) 溶液。 四、電極反應(yīng) 以銅鋅(稀硫酸)原電池為例，如圖所示 負(fù)極(鋅)反應(yīng)式：_，發(fā)生 _反應(yīng)；現(xiàn)象：_。,負(fù)極,失去,正極,負(fù)極,氧化,Zn2e=Zn2,鋅不斷溶解,正極(銅)反應(yīng)式：2H2e=H2，發(fā)生_反應(yīng)；現(xiàn)象：_。 總反應(yīng)式：_。,還原,有氣泡逸出，銅不變,ZnH2SO4=ZnSO4H2,1關(guān)于原電池的敘述中正確的是( ) A構(gòu)成原電池的必須是兩種不同的金屬 B原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C原電池工作時(shí)總是負(fù)極溶解，正極上有物質(zhì)生成 D原電池的正極是還原劑，總是溶液中的陽(yáng)離子在此被還原 答案：B,2將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是( ) A兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生 B甲中銅片是正極、乙中銅片是負(fù)極 C兩燒杯中溶液的pH均增大 D產(chǎn)生氣泡速率甲比乙慢,答案：C,3對(duì)銅鋅稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol電子通過(guò)時(shí)，理論上的兩極變化是( ) 鋅片溶解了32.5 g 鋅片增重32.5 g 銅片上析出1 g H2 銅片上析出1 mol H2 A和 B和 C和 D和 答案：A,課堂互動(dòng)講練,(2011年金華高一檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如圖所示裝置做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書(shū)卡片上記下了如下6條記錄，其中正確的是( ),A B C D 【解析】 本題考查了原電池的組成及反應(yīng)原理。在銅鋅原電池中，鋅為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2。Cu為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2e=H2。所以H向正極移動(dòng)，電子由鋅流出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅，每流過(guò)1 mol電子，生成0.5 mol H2，正確選項(xiàng)為。 【答案】 B,變式訓(xùn)練1 關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是( ) A銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B銅片質(zhì)量逐漸減少 C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 D氫離子在銅片表面被還原 解析：選D。以稀硫酸作為電解質(zhì)溶液的CuZn原電池中，Zn作為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為：Zn2e=Zn2，現(xiàn)象為鋅片質(zhì)量減少；銅作為正極，發(fā)生的反應(yīng)為：2H2e=H2，現(xiàn)象為銅片上有氣泡產(chǎn)生。電子從鋅片流出經(jīng)導(dǎo)線流入銅片，電流從銅片流入鋅片。,1加快氧化還原反應(yīng)速率 如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀鹽酸)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅 、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。 2比較金屬的活潑性強(qiáng)弱 原電池中，一般活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性相對(duì)較弱的金屬為正極。例如，有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活潑性AB。,(2011年寧波高一檢測(cè))把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬板浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連，可以形成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，c溶解；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)，b極上有大量氣泡。四塊金屬的活動(dòng)性順序是( ) Aacdb Bcabd Cacbd Dcadb 【解析】 該題考查根據(jù)原電池原理比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。較活潑的金屬為負(fù)極，被氧化溶解；相對(duì)不活潑的金屬為正極，冒氣泡或析出金屬。所以，四塊金屬的活動(dòng)順序是acdb。,【答案】 A 【規(guī)律方法】 金屬活潑性的判斷依據(jù)： (1)單質(zhì)與水或酸反應(yīng)難易：反應(yīng)越劇烈，該金屬越活潑。 (2)最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱：堿性越強(qiáng)，金屬越活潑。 (3)金屬間的置換反應(yīng)：若A能從B的鹽溶液中置換出B，則A的活潑性比B的強(qiáng)。 (4)簡(jiǎn)單陽(yáng)離子氧化性強(qiáng)弱：氧化性越強(qiáng)，該金屬的活潑性越弱。 (5)兩金屬構(gòu)成原電池時(shí)，作負(fù)極(或電子流出，電流流入或發(fā)生氧化反應(yīng)等)的金屬比作正極(或電子流 入，電流流出或發(fā)生還原反應(yīng)等)的金屬活潑性強(qiáng)。,變式訓(xùn)練2,解析：選D。在氫氧化鈉溶液中能反應(yīng)生成氣體的金屬，其活潑性不一定強(qiáng)，如Mg和Al。,從理論上說(shuō)，任何一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。例如，利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應(yīng)式為： 負(fù)極(Cu)：Cu2e= Cu2(氧化反應(yīng)) 正極(C)：2Fe32e=2Fe2(還原反應(yīng)),現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)： (A)NaOHHCl=NaClH2O (B)ZnH2SO4=ZnSO4H2 (1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池_。 (2)如果不能，說(shuō)明其原因_ _。,(3)如果可以，則寫(xiě)出正、負(fù)極材料及其電極反應(yīng)式、電解質(zhì)溶液名稱： 負(fù)極：_，_； 正極：_，_。 電解質(zhì)溶液：_。,【解析】 解答本題應(yīng)先根據(jù)原電池的實(shí)質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，判斷出能否設(shè)計(jì)成原電池，再根據(jù)判斷原電池的正負(fù)極的方法進(jìn)行分析求解。由于原電池的實(shí)質(zhì)是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以，只有發(fā)生氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池。對(duì)于：ZnH2SO4=ZnSO4H2，Zn失去電子作原電池的負(fù)極，H得到電子在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，正極為活潑性比Zn弱的導(dǎo)電固體材料，如Cu、Ag、石墨等。 【答案】 (1)(A)不能；(B)能 (2)(A)的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移 (3)鋅 Zn2e=Zn2 銅(銀、石墨等) 2H2e=H2 稀硫酸,變式訓(xùn)練3 利用反應(yīng)Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。在圖中方格內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并指出正極為_(kāi)，電極反應(yīng)式為_(kāi)； 負(fù)極為_(kāi)，電極反應(yīng)式為_(kāi)。,解析：先將反應(yīng)拆成得電子和失電子的兩個(gè)電極反應(yīng)，再結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行分析。Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2可拆為兩個(gè)電極反應(yīng)：失電子反應(yīng)：Zn2e=Zn2，得電子反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2，根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)知，該電池用Zn作負(fù)極，正極要保證Fe3得到負(fù)極失去的電子，一般用不能還原Fe3的材料，如碳棒、鉑等，電解液須提供Fe3，可用FeCl3溶液。,答案： Pt 2Fe32e=2Fe2 Zn Zn2e=Zn2,探究整合應(yīng)用,探究鋁電極在原電池中的作用 在原電池中，電解質(zhì)溶液的濃度、酸堿性等會(huì)影響電極反應(yīng)，使發(fā)生的電極反應(yīng)有區(qū)別，電極材料(負(fù)極)是否參加反應(yīng)也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意分析。,某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：,根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同_(填“是”或“否”)。,(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)3完成下列填空： 鋁為_(kāi)極，電極反應(yīng)式：_。 石墨為_(kāi)極，電極反應(yīng)式：_。 電池總反應(yīng)方程式：_。 (3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極_，理由是_。寫(xiě)出鋁電極的電極反應(yīng)式_。,(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的原因：_ _。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素：_。,【解析】 在這樣的原電池中，相對(duì)較活潑的金屬材料作負(fù)極。在稀鹽酸中的活潑性MgAl、AlCu。由實(shí)驗(yàn)1和2可知，在這里的原電池中電流計(jì)指針是偏向正極。 在實(shí)驗(yàn)3中電流計(jì)指針偏向石墨，由上述規(guī)律可知，Al是負(fù)極，石墨是正極?；瘜W(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3，鹽酸中的H得到電子被還原為H2。 在NaOH溶液中活潑性AlMg，則Al是負(fù)極，Mg是正極。 Al在濃硝酸中被鈍化，Zn在濃硝酸中被氧化，即在濃硝酸中活潑性ZnAl