6.3.1化學能轉化為電能-高一《化學》同步課堂（蘇教版2019必修第二冊）

第三節(jié)化學能與電能的轉化

課時1

化學能轉化為電能

專題六

化學反應與能量變化授課人：學習目標1．通過實驗探究認識化學能轉化為電能的原理。2．從電子轉移的角度理解化學能向電能轉化的本質及原電池的構成條件，發(fā)展證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。衛(wèi)星電源飛機電源電動汽車電源筆記本電源手機電源手表電源常見的化學電源思考化學電源是如何對外提供電能的呢？實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結論

___________________________鋅與稀硫酸_____，銅與稀硫酸_______鋅片上有氣泡，銅片上無氣泡反應不反應實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結論

___________________________產(chǎn)生H2（還原反應）的位置發(fā)生了改變

___________________________________________該裝置將_______轉化為_____鋅片上無氣泡，銅片上有氣泡鋅片上無氣泡，銅片上有氣泡，電流表指針偏轉化學能電能實驗現(xiàn)象：實驗結論：鋅片逐漸溶解，銅片有氣泡產(chǎn)生，靈敏電流計指針發(fā)生偏轉鋅失電子，變成Zn2+進入溶液，H+在銅片上得到電子生成氫氣，反應過程中產(chǎn)生了電能。靈敏電流計是用來檢測微小電流的電流表，指針可以左右偏轉一定角度，電流方向都是規(guī)定的正電荷移動的方向，與電子流動方向是相反的。

原電池原理分析：一、原電池一、原電池1、概念：原電池是把化學能轉化為電能的裝置。ZnZn2+H+H+Cue-e-e-e-

H2H+H+

H2

稀硫酸正極還原反應2H＋＋2e-===H2↑總反應：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑負極氧化反應Zn-2e-===Zn2＋2、工作原理：一、原電池原電池的工作原理一、原電池3、原電池的構成條件：3、形成閉合回路4、氧化還原反應能自發(fā)進行2、兩電極插入電解質溶液中1、兩種活潑性不同的金屬(或另一種為非金屬導體)構成電極原電池一、原電池注意：構成原電池的兩電極材料不一定都是金屬，正極材料可以為導電的非金屬，例如石墨。兩極材料可能參與反應，也可能不參與反應。兩個活潑性不同的金屬電極用導線連接，共同插入電解質溶液中不一定構成原電池，必須有一個能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。在判斷原電池正負極時，既要考慮金屬活潑的強弱也要考慮電解質溶液的性質。如Mg—Al—HCl溶液構成的原電池中，負極為Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液構成的原電池中，負極為Al，正極為Mg。一、原電池一、原電池思考在銅—鋅—稀硫酸原電池中，電子是怎樣移動的？電子能否通過電解質溶液？離子如何移動？1、由于金屬鋅比銅活潑，鋅失去電子，電子通過導線流向銅片；2、電子不能通過電解質溶液；3、在稀硫酸中H＋移向銅片，

SO42-移向鋅片；一、原電池總結原電池中：電解質溶液中，陽離子向正極移動，

陰離子向負極移動。電子的移動方向：離子的移動方向：從負極流出，經(jīng)導線流向正極?？谠E電子不下水，離子不上岸一、原電池多數(shù)情況下解答有關原電池問題的思維流程如下：一、原電池典例解析C二、原電池工作原理的應用1．加快氧化還原反應的速率原理：原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，使溶液中離子運動時相互的干擾減小，使反應速率增大。思考實驗室制氫氣，用純鋅還是粗鋅（含碳）好？粗鋅放入稀硫酸中構成原電池，化學反應速率增大。如果只有純鋅，處理才能加快反應速率？可滴入幾滴硫酸銅溶液，形成原電池，加快反應速率。二、原電池工作原理的應用2．比較金屬活潑性強弱原理：負極活潑金屬作負極發(fā)生氧化反應反應中質量減少正極不活潑金屬作正極發(fā)生還原反應質量不發(fā)生變化二、原電池工作原理的應用（1）潮濕的空氣里鋼鐵容易生銹原理：負極反應：

；正極反應：

；

總反應：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

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

O2＋2H2O＋4e-＝4OH-3．解釋生活中的現(xiàn)象二、原電池工作原理的應用3．解釋生活中的現(xiàn)象（2）暖貼主要成分：鐵粉、碳、食鹽、水、吸水布（吸水棉）

使用方法：撕開后進入空氣（提供氧氣，供吸氧腐蝕用）原理：負極反應：

正極反應：

；

總反應：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3在此反應過程中放熱，因此成為“暖寶寶”“熱敷袋”2Fe－4e-＝2Fe2+O2＋2H2O＋4e-＝4OH-二、原電池工作原理的應用4．設計原電池(1)依據(jù)：已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(即電解質溶液中的陽離子)在正極上被還原。(2)選擇合適的材料①電極材料：電極材料必須導電。負極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應中，本身失去電子的材料。②電解質溶液：電解質溶液一般能與負極反應。典例解析C課堂小結原電池原電池