化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能

1、? ?探究實驗一：探究實驗一：實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論實驗實驗1實驗實驗2實驗實驗3 實驗實驗4鋅片表面有氣泡鋅片表面有氣泡銅片表面無氣泡銅片表面無氣泡同上同上銅片表面有氣泡銅片表面有氣泡電流計指針偏轉(zhuǎn)電流計指針偏轉(zhuǎn)Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2CuCu不與稀不與稀H H2 2SOSO4 4反應(yīng)反應(yīng)同上同上外電路有電流形成外電路有電流形成? ?一、原電池一、原電池問題探究：問題探究： 你了解原電池的正負(fù)你了解原電池的正負(fù)極和工作原理嗎極和工作原理嗎? ?1 1、定義、定義: :把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置。的裝置。銅片銅片鋅片鋅片銅片銅片鋅片鋅片銅片銅

2、片鋅片鋅片銅片銅片鋅片鋅片銅片銅片鋅片鋅片電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生陽離子陽離子負(fù)極負(fù)極正極正極 陽離子陽離子2、原電池工作原理：、原電池工作原理：電極電極材料材料原電池原電池的電極的電極電極反應(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類型反應(yīng)類型ZnZn片片CuCu片片電池總電池總反應(yīng)反應(yīng)氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2負(fù)極負(fù)極正極正極Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2鋅鋅 銅銅 原原 電電 池池 工工 作作 原原 理理還原還原反應(yīng)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)序序號號材料組合材

3、料組合原電池能原電池能否構(gòu)成否構(gòu)成正極正極 負(fù)極負(fù)極1Zn、H2SO4、C2Zn、H2SO4、Zn3Zn、H2SO4、塑料棒、塑料棒4Fe、H2SO4、Cu5Zn、乙醇、乙醇、CuCZnCuFe銅銅片片鋅鋅片片通常情況下：通常情況下： 兩種活潑性兩種活潑性不同不同的金屬（或一種金屬和的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極；另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極； 電解質(zhì)溶液；電解質(zhì)溶液； 電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路； 要有能要有能自發(fā)自發(fā)進(jìn)行的進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)：試試一一試試1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說

4、明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極負(fù)極：正極正極：總反應(yīng)總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu2、X、Y、Z都是金屬，把都是金屬，把X浸入浸入Z的硝酸鹽的硝酸鹽溶液中，溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X與與Y組成原電池組成原電池時，時，Y是電池的負(fù)極。是電池的負(fù)極。

5、X、Y、Z三種金屬的活三種金屬的活動性順序為動性順序為( ) A XYZ B XZY C YXZ D YZXC3 3、下列方程式能設(shè)計成原電池嗎、下列方程式能設(shè)計成原電池嗎? ?若能，判斷若能，判斷 原電池的正負(fù)極。原電池的正負(fù)極。 Fe+Cu Fe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu 2NaOH+H 2NaOH+H2 2S0S04 4=Na=Na2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O OCuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+等效電路等效電路原電池的正負(fù)極判斷原電池的正負(fù)極判斷本節(jié)要點(diǎn)本節(jié)要點(diǎn):1，原電池概念。，原電池概念。2，構(gòu)成原電池的條件。，構(gòu)成原電池的條件。3，原電

6、池的正負(fù)極和電子流向判斷。，原電池的正負(fù)極和電子流向判斷。4，原電池的工作原理。，原電池的工作原理。小小 結(jié)結(jié)她的病因是什么？她的病因是什么？ * *格林太太格林太太, ,漂亮、開朗、樂觀，身體健康，漂亮、開朗、樂觀，身體健康，臉上有著臉上有著“永恒的微笑永恒的微笑”。只是她在開懷大笑。只是她在開懷大笑的時候，人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的的時候，人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金黃金的的這這是格林太太富有的標(biāo)志；另一顆是是格林太太富有的標(biāo)志；另一顆是不銹鋼不銹鋼做做的的這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不這是一次車禍后留下的痕跡

7、。令人百思不解的是，打從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛，解的是，打從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛，夜間失眠，心情煩躁夜間失眠，心情煩躁能為她開一個處方嗎？能為她開一個處方嗎？二、二、 原電池原理的應(yīng)用：原電池原理的應(yīng)用：1 1、研制分析化學(xué)電源；、研制分析化學(xué)電源；2 2、促進(jìn)某些氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，加快反應(yīng)速率促進(jìn)某些氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，加快反應(yīng)速率 3 3、尋找鋼鐵防腐蝕的方法、尋找鋼鐵防腐蝕的方法4、原電池的設(shè)計、原電池的設(shè)計 閱讀教材閱讀教材41頁頁 資料卡資料卡 分析鋼鐵電化學(xué)腐蝕分析鋼鐵電化學(xué)腐蝕的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。5、判斷金屬的活潑性、判

8、斷金屬的活潑性鋼鐵的吸氧腐蝕原理：在潮濕空氣中鋼鐵表面形成無數(shù)微小的原電池。負(fù)極：(Fe) 2Fe - 4e = 2Fe2+正極：(C) 2H2O+O2+4e= 4OHFe2+ +2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H2O+O2 = 4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl鋼鐵的防腐蝕：鋼鐵的防腐蝕：（1 1）覆蓋保護(hù)層；）覆蓋保護(hù)層；（2 2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（3 3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；（4 4）鋼鐵連接電源負(fù)極。）鋼鐵連接電源負(fù)極。電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕： 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)不

9、純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。子而被氧化，這種腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。鋼鐵的腐蝕鋼鐵的腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計（1） 請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負(fù)極，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極負(fù)極: . 正極正極: . 硫酸銅溶液硫酸銅溶液 銅銅 鐵鐵Fe2e - Fe2+Cu

10、2+2e- Cu原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計（2） 將氧化還原反應(yīng)：將氧化還原反應(yīng)：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2設(shè)計成一個原電池。設(shè)計成一個原電池。1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負(fù)極，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極負(fù)極: . 正極正極: . 氯化鐵溶液氯化鐵溶液 碳碳銅銅Cu -2e- Cu2+2Fe3+ +2e - 2Fe2+有下列材料有下列材料:Al條條,Cu條條,電線電線,水果水果(西紅西紅柿柿),電流計等電流計等,請設(shè)計能使電流計轉(zhuǎn)動請設(shè)計能使電流計轉(zhuǎn)動的裝置的裝置.1、如何在一個地處僻遠(yuǎn)的、如何在一個地處僻遠(yuǎn)的 小島上設(shè)

11、置一小島上設(shè)置一 座燈塔？座燈塔？ （從能量角度考慮）（從能量角度考慮）思考討論思考討論負(fù)極：較活潑的金屬（如鋁等金屬）負(fù)極：較活潑的金屬（如鋁等金屬）正極：較不活潑的金屬或石墨等正極：較不活潑的金屬或石墨等電解質(zhì)溶液：海水（電解質(zhì)溶液：海水（NaCl、MgCl2等等）發(fā)明電池的故事 伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文，說動物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來?？戳诉@篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個實驗。他用許多只活青蛙反復(fù)實驗，終于發(fā)現(xiàn)，實際情況并不像加伐尼所說的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流，才使蛙腿的肌

12、肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。 發(fā)明電池的故事 一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來，剎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當(dāng)助手將金屬導(dǎo)線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產(chǎn)生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來，就能大有作用。伏特經(jīng)過反復(fù)實驗，終于發(fā)明了被后人稱做“伏特電堆”的電池，這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn)，人們把電壓的計量單位叫做伏特，簡

13、稱伏，符號V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。 化學(xué)電源化學(xué)電源（1）一次電池（如干電池）一次電池（如干電池）: :用過后不能復(fù)原用過后不能復(fù)原（2）二次電池（如蓄電池）二次電池（如蓄電池）: :充電后能繼續(xù)使用充電后能繼續(xù)使用（3）燃料電池）燃料電池（4）海水電池）海水電池 負(fù)極（鋅筒）：負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：正極（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干電池 Zn- Mn普通普通干電池干電池（1）一次電池

14、銀鋅電池銀鋅電池鈕扣電池鈕扣電池 該電池使用壽命較長，廣該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計算機(jī)。其電極分別為泛用于電子表和電子計算機(jī)。其電極分別為Ag2O和和Zn，電解質(zhì)為，電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和和ZnO,其電極反應(yīng)式為：其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正極：正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅銀鋅紐紐扣電池扣電池總反應(yīng)式為：總反應(yīng)式為：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag（2）二次電池鉛蓄電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：）電極反應(yīng)式：

15、正極：正極：PbO2 負(fù)極：負(fù)極：PbH2SO4溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正極（正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)： 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是

16、在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池 （3）新型燃料電池）新型燃料電池演示探究演示探究教材教材4242頁頁燃料電池燃料電池負(fù)極：負(fù)極：2H2+4OH-4e-=4H2O 正極：正極：O2+2H2O+4e-=4OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁鋁- -空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等?？諝馊剂想姵?、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)如圖電池反應(yīng)怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？書寫步驟書寫步驟：（：（

17、1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；料電池總反應(yīng)；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡單一般較簡單);（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)一般為正極反應(yīng)一般為酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、KOH組成的燃料電池組成的燃料電池1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)燃燒總化學(xué)反應(yīng)： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：燃料電池總反應(yīng)：3.正極：正極：4.負(fù)極：負(fù)極：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O（4）海水電池）海水電池199