化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（原電池）.ppt

1、高一年級(jí)化學(xué)備課組 2013年3月10號(hào),化學(xué)必修2,第二章化學(xué)反應(yīng)與能量,第二節(jié)化學(xué)能與電能,第一課時(shí),1、氧化還原反應(yīng)的特征是有元素_的變化（升或降），其本質(zhì)是存在電子的_或電子對(duì)的偏移。 2、反應(yīng)中元素化合價(jià)_的變化是氧化反應(yīng)，得到電子的變化是_反應(yīng)。 3、下列變化屬于氧化還原反應(yīng)的是( ) A,BZn+H2SO4=H2+ZnSO4 CNaOH+HCl=NaCl+ H2O DCO2+CaO=CaCO3,預(yù)習(xí)與自學(xué),如果氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移能按規(guī)定路線（導(dǎo)線）轉(zhuǎn)移，你認(rèn)為將產(chǎn)生什么？,電流,化合價(jià),得失,升高,還原,A B,1、一次能源是指_，電力屬于_次能源。 2、火力發(fā)電是指通過(guò)化石

2、燃料的燃燒，使 能先轉(zhuǎn)化為_(kāi)能并最終轉(zhuǎn)化為_(kāi)能的過(guò)程。 3、原電池就是將_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能的裝置，原始的化學(xué)電池就是依據(jù)原電池原理制成的。,自然界直接提供的能源,二,化學(xué),熱,電,化學(xué),電,火電廠工作原理,化學(xué)能,熱能,機(jī)械能,電能,燃燒,蒸汽,發(fā)電機(jī),實(shí)驗(yàn)1 將銅片放入稀硫酸 將鋅片放入稀硫酸,在鋅片表面有氣泡 銅片表面沒(méi)有氣泡,實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)你先預(yù)測(cè)下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。,實(shí)驗(yàn)2 用導(dǎo)線將鋅片、銅片連接起來(lái) 在導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表,銅片表面也出現(xiàn)氣泡,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),A,e-,負(fù)極,鋅片,銅片,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),正極,總反應(yīng)式：,得電子,電子流入,失電子,電子流出,失,得,Z

3、n2e- Zn2+,2H+ 2e- H2,負(fù)極,正極,Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,有氣體產(chǎn)生,Zn片溶解,各小組按圖進(jìn)行探究。總結(jié)你們的探究成果并與其他小組交流。,你們所制作的實(shí)際上是一種_裝置，_現(xiàn)象可以證實(shí)你們的結(jié)論。,原電池,音樂(lè)卡發(fā)聲,總結(jié)1：原電池的構(gòu)成：從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將 能直接轉(zhuǎn)化為 能的裝置；從化學(xué)反應(yīng)來(lái)看，原電池的原理是 反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行，從而產(chǎn)生電流。,交流、展示與總結(jié),交流1：現(xiàn)在你們小組知道了原電池是怎樣構(gòu)成的了嗎?,化學(xué),電,氧化還原,鋅失去電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移至銅，氫離子在銅極上得到電子形

4、成氫氣分子,交流3：電池中有正負(fù)兩極，你所探究的銅鋅原電池中，正極是_，負(fù)極是_；從得失電子角度看，正極發(fā)生了_反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生了_反應(yīng),總結(jié)3： 負(fù)極： 電子（填得或失），發(fā)生 反應(yīng)（如上述原電池中的 片）； 正極： 電子（填得或失），發(fā)生 反應(yīng)（如上述原電池中的 片）,總結(jié)2：必須存在一個(gè)能夠發(fā)生的氧化還原反應(yīng),銅,鋅,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),得,失,氧化,還原,銅,鋅,交流2：是否所有的化學(xué)反應(yīng)都可以轉(zhuǎn)化為電能？通過(guò)觀察和探究，構(gòu)成原電池有哪些要素？,總結(jié)4： 電極反應(yīng)式：表示負(fù)極、正極得失電子的情況的式子。 上述ZnCu稀H2SO4原電池中兩個(gè)電極反應(yīng)式： 正極（ ）： ； 負(fù)極（ ）： ；

5、 總反應(yīng)式： 。,Zn-2e- =Zn2+,2H+2e- =H2,Zn+2H+ =Zn2+H2,銅,鋅,如何用化學(xué)語(yǔ)言表示原電池原理？,思考與交流 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和探究，試說(shuō)明化學(xué)電池由幾部分組成，它的組成條件是什么？,2、 總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件：, 有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或非金屬導(dǎo)體）作電極。, 電極材料均插入電解質(zhì)溶液。, 兩極相連形成閉合電路中。,有一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng),C,H2SO4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置稱為原電池,原電池,負(fù)極（鋅片）：,正極（銅片）：,原電池總反應(yīng)：,Zn-2e- =Zn2+,2H+2e- =H2,電極名

6、稱及電極反應(yīng)：,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,實(shí)質(zhì):氧化還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極進(jìn)行，還原劑所失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到氧化劑。,電流方向:正極到負(fù)極,電子方向:由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線到正極,負(fù)極：,正極：,Zn 2e = Zn2+,2H+ + 2e = H2,A,B,C,D,E,F,M,N,下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？,V,X,V,V,V,X,X,X,【檢測(cè)與反饋】,一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ）,C,如下圖所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是（ ）,稀硫酸 A,稀鹽酸 B,硫酸銅溶液 C,乙醇水溶液 D,鐵,石墨,銅,鋁,銅,鋅

7、,鋅,銅,A B C,1.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(shí)，a為負(fù)極； c、d相連時(shí)，電流由d到c； a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡， b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為( ) ： Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a,B,3.鞏固練習(xí),2.由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí),電解質(zhì) 溶液的pH怎樣變化： ( ) A不變 B.先變小后變大 C逐漸變大 D逐漸變小,C,設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置使之發(fā)生 2Fe3+Fe=3Fe2+的反應(yīng),課后練習(xí),1.干電池(普通鋅錳電池）.,干電

8、池用鋅制桶形外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周?chē)畛銷(xiāo)H4Cl、ZnCl2和淀粉作電解質(zhì)溶液，還填充MnO2的黑色粉末.,常見(jiàn)的化學(xué)電源,為了延長(zhǎng)電池壽命和提高其性能，人們將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的 ，并在構(gòu)造上作了改進(jìn)，制成了 性電池。,KOH,堿,2.鉛蓄電池.,正負(fù)極材料和電解液.,正極：PbO2,負(fù)極：Pb,電解質(zhì)：H2SO4溶液,放電過(guò)程總反應(yīng)：,Pb + SO42- - 2e- =PbSO4,正極：,負(fù)極：,.放電過(guò)程.,PbO2 + 4H+SO42- + 2e- =2PbSO4 +2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,.鉛蓄電

9、池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過(guò)程.,新型充電電池： 鎳鎘電池，以 為負(fù)極， 為正極，以 為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄鎳鎘電池如不回收，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境， 電池的面世會(huì)初步解決鎳鎘電池的環(huán)境污染問(wèn)題。 堿金屬中的 密度小，單位質(zhì)量放出的電能多，金屬活動(dòng)性強(qiáng)，是制造電池的理想物質(zhì)。因此目前新一代可充電的綠色電池是 電池。,Cd,NiO(OH),鋰,鋰離子,氫氧燃料電池,原電池原理的應(yīng)用 1、設(shè)計(jì)各種實(shí)用電池,使其具有節(jié)約能源、方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)以滿足人類(lèi)需要及可持續(xù)發(fā)展的要求 2、對(duì)金屬的腐蝕進(jìn)行防護(hù)等,一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使一平方米的土壤永久失去利用價(jià)值，一粒紐扣式電池可以使

10、600噸水無(wú)法飲用，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量，若將廢電池混入生活垃圾中填埋，可滲出汞等重金屬離子,電池對(duì)環(huán)境的影響,原電池原理的綜合應(yīng)用.,例市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等.“熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開(kāi)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量.使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在. .“熱敷袋”是利用 放出熱量. 2).炭粉的主要作用是 3).加入氯化鈉的主要作用是. 4).木屑的作用是_.,鐵被氧化,與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化,氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液,使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻,3.燃料電池.,氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個(gè)電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電.,負(fù)極：,2H2+4OH-4e-4H2O,正極：,O2+2H2O4e-4OH-,總反應(yīng)：,2H2O22H2O,優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使用，對(duì)環(huán)境友