化學(xué)能與電能

2024/3/9

格林太太是一位開朗樂觀的婦女,在她大笑時(shí),人們發(fā)現(xiàn)她有兩顆金屬牙,一顆金牙是她財(cái)富的象征,另一顆是不銹鋼牙,那是一場(chǎng)車禍留下的,可是令她百思不解的是自從車禍后,她常常感到頭暈、頭痛、夜間失眠、心情煩躁……醫(yī)生絞盡了腦汁，格林太太的病情仍未見好轉(zhuǎn)…

一位年輕的化學(xué)家來看望格林太太時(shí)，為格林太太揭開了病因！情景素材第一頁，共二十二頁。2024/3/9§2–2化學(xué)能與電能（第1課時(shí)）昌吉州四中高一備課組第二頁，共二十二頁。2024/3/9燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)化學(xué)能熱能

機(jī)械能

電能一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第三頁，共二十二頁。2024/3/9

離子方程式思考問題尋找答案你對(duì)問題２的想法稀H2SO4ZnCu鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象。1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn+2H+=Zn2++H2↑２.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？【實(shí)驗(yàn)2-4-1】實(shí)驗(yàn)視頻第四頁，共二十二頁。2024/3/9

離子方程式思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法Cu起傳導(dǎo)電子的作用。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解。1.H+得到的電子是Cu失去的嗎？2.在這個(gè)過程中Cu起什么作用？3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？可用電流表測(cè)電流及方向。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)2-4-2】第五頁，共二十二頁。2024/3/9

解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？2.你認(rèn)為這個(gè)過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由Zn導(dǎo)線銅片H+定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。AZnCu稀H2SO4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)2-4-3】第六頁，共二十二頁。2024/3/9（1）定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。（2）工作原理第七頁，共二十二頁。2024/3/9AZnCuH2SO4原電池①②電流表指針是否偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論偏轉(zhuǎn)兩極材料不同有兩種活潑性不同的金屬(或金屬與非金屬導(dǎo)體)作電極不偏轉(zhuǎn)討論：原電池的構(gòu)成條件AZnCH2SO4①AZnZnH2SO4②第八頁，共二十二頁。2024/3/9AZnCuH2SO4原電池③④電流表指針是否偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)溶液不同電極材料均插入電解質(zhì)溶液中偏轉(zhuǎn)AZnCuHCl③AZnCu酒精④第九頁，共二十二頁。原電池⑤電流表指針是否偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論2024/3/9AZnCuH2SO4ACCuH2SO4⑤不偏轉(zhuǎn)電極材料不同能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)第十頁，共二十二頁。2024/3/9電流表指針原電池⑥組偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)容器不同兩極相連形成閉合回路AZnCuH2SO4ZnH2SO4ACuH2SO4⑥

第十一頁，共二十二頁。2024/3/9總結(jié)：形成原電池的條件①具有活潑性不同的兩個(gè)電極。②兩電極必須插在電解質(zhì)溶液中。③形成閉合回路。④能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。水果電池視頻第十二頁，共二十二頁。2024/3/9

典例導(dǎo)析

知識(shí)點(diǎn)1：原電池的構(gòu)成及工作原理

例1

在下圖的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是________。第十三頁，共二十二頁。2024/3/9

知識(shí)點(diǎn)2：原電池的設(shè)計(jì)

例2

如圖Ⅰ所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。

(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是________。

A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定

B．保持平衡狀態(tài)不變

C．鐵圈向下傾斜

D．銀圈向下傾斜

(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_______________________。

(3)欲使圖Ⅱ中的鐵棒逐漸溶解而銅不在鐵棒上析出，可以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是____________________________________。第十四頁，共二十二頁。2024/3/9原電池工作原理：小結(jié)電解質(zhì)溶液失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生陽離子負(fù)極正極陰離子第十五頁，共二十二頁。09三月2024§2–2化學(xué)能與電能（第2課時(shí)）第十六頁，共二十二頁。2024/3/9電池的發(fā)明二.發(fā)展中的電池1.干電池鋅錳電池負(fù)極：（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2

鋅銀電池Zn|KOH|Ag2O負(fù)極：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大，體積小，但有優(yōu)越的大電池放電性能，放電電壓平穩(wěn)，廣泛用于電子表、石英鐘、計(jì)算機(jī)CMOS電池等第十七頁，共二十二頁。2024/3/92.電電池充負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O第十八頁，共二十二頁。2024/3/9負(fù)極：Li–e-=Li+正極：MnO2+2e-=MnO2-總反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2溫度使用范圍廣，放電電壓平坦，體積小，無電解液滲漏，并且電壓隨放電時(shí)間緩慢下降，可預(yù)示電池使用壽命。適做心臟起搏器電源、高性能的手機(jī)和筆記本電腦電池等。3.鋰電池第十九頁，共二十二頁。2024/3/9堿性電池：電解質(zhì)溶液為30%的氫氧化鉀溶液：負(fù)極：2H2–4e-+4OH-===4H2O正極：O2+4e-+2H2O===4OH-酸性電池：電解質(zhì)溶液為硫酸溶液：負(fù)極：2H2–4e-===4H+正極：O2+4e-+4H+===2H2O反應(yīng)物不是貯存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑。產(chǎn)物是水，無污染。一種高效、環(huán)境友的發(fā)電裝置。4.燃料電池視頻連接1視頻連接2第二十頁，共二十二頁。2024/3/91.X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椤ǎ〢．X＞Y＞ZB．X＞Z＞YC．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞X鞏固練習(xí)2.某原電池的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，該原電池正確的組成是………（）正極負(fù)極電解質(zhì)溶液A．CuZnHClB．ZnCuCuSO4C．CuZnCuSO4D．CuZnZnCl2第二十一頁，共二十二頁。2024/3/93.氫氧燃料電池是將多孔鎳電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入H2和O2，即可產(chǎn)生電流。下列敘述中正確的是………………（）A．通入H2的電極為正極B．正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e－=4OH－C．工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．工作時(shí)，溶液中的陰離子移向正極4.用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使反應(yīng)速率加快的是（）A、加熱B、不用稀硫酸，改用98％濃硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用鐵片，改用鐵粉5.在銅鋅硫酸原電池中，鋅為

極，

電子，電極發(fā)生的是

反應(yīng)（填氧化或還原），電極反應(yīng)式為

；銅為

極，

電子，電極發(fā)生的是

反應(yīng)，電極反應(yīng)式為