第二節(jié)化學(xué)能與電能-

第二節(jié)化學(xué)能與電能第一課時化學(xué)小史

意大利解剖學(xué)和醫(yī)學(xué)教授伽伐尼，在一次解剖青蛙的實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用兩種不同金屬材質(zhì)的解剖刀同時觸碰青蛙腿時，蛙腿會發(fā)生痙攣。為此，他又做了一系列的實(shí)驗(yàn)，用不同金屬絲接通蛙腿時，蛙腿都會產(chǎn)生痙攣。蛙腿化學(xué)小史

格林太太開朗、樂觀。開懷大笑的時候，大家會發(fā)現(xiàn)她一口整齊潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙。一顆金牙，一顆鋼牙，這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不得其解的是，自從鑲了這兩顆假牙后，格林太太經(jīng)常頭痛失眠······醫(yī)生絞盡腦汁，病情也不見好轉(zhuǎn)······

小問題為什么“蛙腿會痙攣”、“兩顆假牙會引發(fā)頭痛”呢？閱讀教材39-40頁回答下列問題1、何為一次能源、二次能源？2、電能是一次能源還是二次能源？3、根據(jù)2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖，我國（）發(fā)電居于首位。4、火力發(fā)電的原理是什么？其關(guān)鍵是什么？火電81.2％水電17.6％其它1.2％2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成2006年我國發(fā)電總量構(gòu)成一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電原理及過程思考：火力發(fā)電的過程能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？化學(xué)能（燃料）燃燒熱能蒸汽機(jī)械能（渦輪機(jī)）發(fā)電機(jī)電能一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【思考與交流】火力發(fā)電有什么缺點(diǎn)1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機(jī)2.煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低

化學(xué)能電能

直接？稀硫酸ZnCu將一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，有什么現(xiàn)象？寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。實(shí)驗(yàn)探究稀硫酸ZnCu現(xiàn)象(3)電流表指針有偏轉(zhuǎn)(1)銅片上有氣泡產(chǎn)生(2)鋅片不斷溶解實(shí)驗(yàn)2-4指針偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通過，說明發(fā)生了電子定向移動。Zn比Cu活潑，用導(dǎo)線連在一起時，Zn片失去的電子（Zn－2e－

=Zn2+）變成Zn2+進(jìn)入溶液，電子經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，溶液中的H＋由于電場作用下移向Cu片得電子被還原成H2（2H+＋2e－

=H2

↑）【分析與討論】一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池（1）定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池（電源）（2）規(guī)定：負(fù)極：正極：電子流出（或電流流進(jìn)）的一極電子流進(jìn)（或電流流出）的一極稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+總反應(yīng)：2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）鋅片：銅片：Cu-Zn原電池：負(fù)極：正極：一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池（3）原理：e-↑e-→e-↓⊕_外電路：內(nèi)電路：陽離子→正極陰離子→負(fù)極負(fù)極→正極e-這樣整個電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池回憶思考：通過以上實(shí)驗(yàn)想想原電池是由哪幾部分組成的，構(gòu)成原電池的條件又有哪些？組成部分：兩電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液怎樣才能構(gòu)成一個原電池呢？實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：有兩種活動性不同的金屬作電極不可實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極其中較活潑的金屬作負(fù)極較不活潑的金屬、石墨等作正極可以實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：兩極相連形成閉合電路不可實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液不可實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)

u不可（4）原電池組成條件

①兩種活潑性不同的金屬作電極

（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒”）其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極

②電解質(zhì)溶液

③形成閉合回路

④能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)兩極一液一連線1.原電池第二節(jié)化學(xué)能與電能第二課時判斷原電池正、負(fù)極的方法1、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)?！練w納小結(jié)】5、電極反應(yīng)現(xiàn)象．

不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生,或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O4、通過電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動的方向來判斷：（5）原電池原理的應(yīng)用①制作化學(xué)電源②加快某些反應(yīng)速率

例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。③判斷金屬活動性的強(qiáng)弱④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。

鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕連接一鋅塊（做負(fù)極）用于防止船體遭受腐蝕

AAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

ABCDZnCuA稀H2SO4

酒精稀H2SO4

EFG√√√習(xí)題一：原電池的判斷1.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.Cu原電池的工作原理B2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH()A.不B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C習(xí)題二3.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液A

CABD習(xí)題二原電池的工作原理習(xí)題三5.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aB利用原電池電極判斷金屬性強(qiáng)弱Fe比Fe不活潑的金屬或石墨

CuSO4

、CuCl2等負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：4.請根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液習(xí)題四原電池的工作原理【例題】利用反應(yīng)Zn+2FeCl3＝ZnCl2+2FeCl2設(shè)計(jì)一個原電池,畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖,并指出：正極為＿＿＿＿＿，電極反應(yīng)式為＿＿＿＿＿＿＿＿；負(fù)極為＿＿，電極反應(yīng)式為＿＿＿＿＿＿＿；電解質(zhì)溶液為＿＿＿＿＿。碳棒或Pt2Fe3++2e－＝2Fe2+ZnZn－2e－＝Zn2+FeCl3溶液ZnCFeCl3溶液二、發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池1、干電池最早使用的化學(xué)電池是

，也是最普通的

干電池，是一種

，不可逆。鋅錳電池一次性電池干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理負(fù)極：Zn—2e-==Zn2+正極：2NH4++2MnO2+2e-==Mn2O3+2NH3+H2OZn+

2NH4++2Mn2O3

==Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O電池總反應(yīng)式：特點(diǎn)：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延長壽命①鉛蓄電池：正極負(fù)極(Pb)：Pb+SO42--2e-＝PbSO4

正極(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-＝2PbSO4+2H2O2.充電電池(二次電池)總反應(yīng)式：特點(diǎn)：①可逆向進(jìn)行，即充電；②電解液PH增大最早使用的充電電池是鉛蓄電池，它的負(fù)極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)溶液是H2SO4。（汽車電瓶）鋰離子電池鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)等低功耗電器的主流。新型封閉式鎳鎘電池，體積小，便于攜帶；Cd是負(fù)極，NiO（OH）是正極，KOH作電解質(zhì)；

鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。②鎳鎘電池③鋰電池

負(fù)極（Li):Li–e-=Li+特點(diǎn)：①“綠色”；②容量大；③電解液中不能有水3、新型燃料電池①氫氧燃料電池：負(fù)極：2H2+4OH--4e-＝4H2O正極：O2+4e-+

2H2O

＝4OH-

總反應(yīng)式:2H2+O2＝2H2O(-)H2|OH-|O2(+)(-)H2|H+|O2(+)負(fù)極：2H2-4e-＝4H+

正極：O2+4e-+4H+＝2H2O總反應(yīng)式:2H2+O2＝2H2O堿性/中性：

O2+4e-+

2H2O

＝4OH-

酸性：

O2+4e-+4H+＝2H2O燃料電池電極反應(yīng)式的寫法：總式正極負(fù)極正極寫法：②甲烷燃料電池：(-)CH4|OH-|O2(+)負(fù)極：CH4-8e-+10OH-

＝7H2O+CO32-總反應(yīng)式:

CH4+2O2+2OH-＝CO32-+3H2O

正極：2O2+8e-+

4H2O

＝8OH-

注意：燃料電池總反應(yīng)式一般為燃燒方程式(去“點(diǎn)燃”);但當(dāng)生成物有后續(xù)反應(yīng)時，加和后續(xù)反應(yīng).其他電池空氣電池練習(xí)1.廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電池中對環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是()A．鋅B．汞C．石墨D．二氧化錳2.實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最好的方法是()A．純鋅與稀硫酸反應(yīng)

B．純鋅與濃硫酸反應(yīng)

C．純鋅與稀鹽酸反應(yīng)

D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng)BD

3.表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強(qiáng)的敘述正確的是()A．在氧化還原反應(yīng)中，甲失電子比乙失電子多

B．甲比乙同價(jià)態(tài)的陽離子的氧化性強(qiáng)

C．甲能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣而乙不能

D．將甲與乙組成原電池時，甲為正極C4、（2006、天津）我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣和鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,下列說法不正確的（

）A、正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OHB、電池工作時，電流由鋁電極沿導(dǎo)線流向鉑電極C、以網(wǎng)狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積D、該電池通常只需要更換鋁板就可以繼續(xù)使用5.對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過時，理論上的兩極變化是()①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重32.5g③銅片上析出lgH2④銅片上析出1molH2A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④BA5.據(jù)報(bào)道，鋅電池可能取代目前廣泛應(yīng)用的鉛蓄電池，因?yàn)殇\電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應(yīng)為：2Zn+02=2ZnO，原料為鋅粒、電解質(zhì)和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B．負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+C．正極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解液肯定不是強(qiáng)酸B6：已知氧化還原反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O＝4HNO3。試?yán)迷姵卦硗瓿上铝袉柎?

(1)負(fù)極通入的氣體為＿＿，電極反應(yīng)式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

(2)正極通入的氣體為＿＿，電極反應(yīng)式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。NO2O2+4