第3节 化学能转变为电能——电池(3)
高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能__电池(第2课时)化学电源测试题1鲁科版选修4
第1章第3节化学能转化为电能--电池第2课时化学电源一、选择题1．锂硫电池由于具有高比能量以及硫廉价易得等优势而受到人们的广泛关注。
锂－硫电池的正极材料主要由单质硫和一些高导电性材料复合而成，金属锂片作为负极，正负极之间用浸有电解液的隔膜隔开，其电池结构如图，下列说法不正确的是( )A. 负极的电极反应式为Li－e－===Li＋B. 正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性C. 电池工作时电子经导线流向正极，又经高氯酸锂介质流向Li极D. 总反应方程式为2Li＋S===Li2S2．某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时。
一种石墨烯锂硫电池(2Li ＋S8===Li2S8)工作原理示意图如图。
已知参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。
下列有关该电池说法不正确的是( )A. 金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B. A电极为该电源的负极，发生氧化反应C. B电极的反应：2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8D. 电子从A电极经过外电路流向B电极，再经过电解质流回A电极3．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )A. 正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB. 每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C. Na＋不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物4．MgH2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图所示。
下列说法不正确的是( )A. 石墨电极是该电池的正极B. 石墨电极上发生还原反应C. Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋D. 电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极5．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
高中化学【化学能转化为电能——电池】
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1．了解原电池的工作原理。
(重点)2．能写出电极反应式和电池反应方程式。
(重点)3．学会设计简单原电池装置。
原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1．实验装置2．实验现象及分析实验现象检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗电极反应负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu能量转换化学能转化成电能1．原电池(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。
(2)电极名称及电极反应。
①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。
②正极：电子流入的一极，发生还原反应。
(3)原电池的构成条件。
①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
②电解质溶液。
③构成闭合回路。
④能自发发生的氧化还原反应。
2．工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
[探究·升华][思考探究]1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。
1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。
其基本构造如图所示。
问题思考：(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4通过盐桥移向锌极吗？【提示】该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4不会通过盐桥移向锌极。
(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？【提示】取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。
(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。
【化学课件】原电池工作原理
• 第1课时 原电池工作原理
• 1．了解原电池的工作原理。 • 2．掌握构成原电池的条件。 • 3．会设计原电池。
• 一、铜锌原电池的实验探究 • 1．装置
• 2．盐桥 • (1)成分：KCl饱和溶液。 • (2)离子移动方向：Cl－移向 溶液；K ZnSO4 ＋ 移 向 CuSO4 溶液。 • (3)作用 • ①使两个半电池溶液连成一个通路。 • ②使两溶液保持电中性。
• 一、正、负极的判断 • 1 ．由组成原电池的电极材料判断： 一般是活 泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电 的非金属为正极。 • 2 ．根据电流方向或电子流动方向判断： 电流 是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流 向正极。 • 3 ．根据原电池里电解质溶液内离子的定向流 动方向判断：在原电池的电解质溶液内，阳离 子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
• 1 ．在理论上不能用于设计原电池的化学反应 是( ) • A ． H2SO4(aq) ＋ BaCl2(aq)===2HCl(aq) ＋ BaSO4(s) ΔH<0 • B ． 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g)===2CO2(g) ＋ 4H2O(l) ΔH<0 • C ． 4Fe(OH)2(s) ＋ 2H2O(l) ＋ O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH<0 • D ． 3Cu(s) ＋ 8HNO3(aq)===3Cu(NO3)2(aq) ＋ 2NO(g)＋4H O(l) ΔH<0
电流计指 针是否偏 • 3．实验现象 转 Ⅰ Ⅱ
偏转 偏转
电极表面变化情况 锌片质量 锌片质量
减少 减少
，铜片质量 ，铜片质量
增加
增加
Zn极 Cu极 • 4. 实验分析及电极反应 溶液中Cu2＋ 得失 电 子 电极 名 称 电极 反 应
第3节 化学能转化为电能——电池教学设计
第3节化学能转化为电能——电池教学设计山东临朐第二中学张海风王晓刚一、教材分析本节内容是鲁科版选修《化学反应原理》第一章第3节，是电化学中的重要知识。
本节在学生已经建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，从能量转化角度，以一个学生熟悉的自发氧化还原反应为研究对象，通过“活动探究”采用逐步深入的研究手段，进一步挖掘原电池原理和组成条件，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反应的概念。
接着介绍根据此原电池原理制成的各种在现代工农业生产、科学实验、日常生活中被广泛应用的原电池。
通过紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。
第一课时的主要内容有：原电池的工作原理、原电池的构成条件。
原电池的工作原理和电极反应及电池反应是本节课的重点，原电池的工作原理是本节课的难点。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。
首先，通过“联想·质疑”栏目来引入新课；再通过“活动探究”来验证学生通过思考后得出结论。
当学生发现化学反应有电流产生就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；教师通过一系列演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。
二、教学目标1. 知识与技能：通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池正极和负极的方法，以及电极反应的概念；掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。
2. 过程与方法：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能力；培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。
3.情感态度与价值观：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，培养学生的团队协作精神；使学生进一步从能量的角度理解化学科学对人类生活的重要贡献。
化学能转化为电能(2015)
使电子不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。
双液电池的工作原理
思考：
1.单液原电池与双液原电 池有何异同？ 2.双液原电池有何优点？
1.原理即本质相同； 只是氧化、还原反应分 在两个池中进行。
三、金属的腐蚀与防护
（一）金属腐蚀
1.概念： 金属或合金与周围接触到的气体或液体进
行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成阳离子而被氧化的过程
3.金属腐蚀的分类： 化学腐蚀和电化学腐蚀
绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀
电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
原电池形成的实质：
氧化、还原反应分开在两极进行，还原剂
所失去的电子通过导线转移给氧化剂。
一、原电池：把化学能转化为电能的装置。 1、工作原理
锌片：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应 e-
铜片：2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应 总式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 2、原电池组成条件 ①活泼性不同的两个电极:金属或金属与石墨 ②有电解质溶液或熔融电解质 ③且必须形成闭合回路
（2）外加电流的阴极保护法（电解池原理）
电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就 越快；
2）与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液
中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀 快于在弱电解质溶液中的腐蚀。
一般说来可用下列原则判断：
原理第1章第3节第1课时 原电池
第三节化学能转化为电能——电池第一课时原电池的工作原理编撰人：孙宝玲审核人董玉红陈修峰2011-9【教学目标】1、了解原电池的工作原理；2、会判断原电池正负极，会书写电极反应；【自主学习】1．原电池是利用_________________反应通过_________的转移把化学能转化成电能的装置。
2．原电池的组成：（1）____________________,(2)________________________,(3)_______________________________________________ 。
3。
原电池的电极及电子流向：负极：电子流向分析：电子______的一极，反应类型分析：发生_____反应；被_____。
正极:：电子流向分析：电子_____的一极，反应类型分析：发生_______反应，被______。
在外电路中，电流从_______流向_______,电子从______流向_____。
在内电路中，电流从______流向______，在电解质溶液中，阳离子流向______，阴离子流向_______。
【课堂教学】【情境引入】通过电解可将电能转化为化学能，而通过原电池可将化学能转化为电能。
那么，原电池是怎样将化学能转化为电能的？原电池的工作原理与电解的原理有什么异同呢？一．原电池的工作原理：1．书19页【活动探究】问题1 将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况。
问题2 画出你所涉及的原电池的结构示意图，Array并标明个电极的名称（属性）。
问题3 比较Zn与CuSO4溶液直接反应和你设计原电池工作时的相同点：，不同点：（1），（2）。
2。
原电池的电极、电极反应及电子流向：负极：电子流向分析：电子______的一极，反应类型分析：发生_____反应；被_____。
电极反应____________________,正极:：电子流向分析：电子_____的一极，反应类型分析：发生_______反应，被______。
高中化学鲁科版选修四1-3-1原电池的工作原理ppt课件
目 开
金属或某些还原剂，电极被 氧化 ，发生 氧化反应 。
关 (2) 正极 为电子流入极，相对不活泼，通常是活动性 较差
的金属或非金属导体，一般是电解质溶液中的氧化性强的离
子被还原或电极上附着物本身被 还原 ，发生 还原反应 。
学习·探究区
第1课时
3.原电池的设计
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成
本
课 时
负极
栏
目
开
关
氧化反应
正极 还原反应
Zn-2e－==Zn2+
2H++2e－==H2↑
原电池总反应式：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑
知识·回顾区
第1课时
1800
年建立 伏打电 堆模型。
1836年 丹尼尔发 明了第一 个实用电 池。
本 课
2.原电池构成的条件：具有活泼性 不同的两个电极，二者直
判断依据
正极
负极
本 电极材料 不活泼金属或非金属导体 活泼金属
课 时
电子流向
电子流入
电子流出
栏 目
电极反应
还原反应
氧化反应
开 关
电极现象
电极增重或产生气体
电极减轻
学习·探究区
第1课时
2.写出下表中原电池装置的电极反应和总的化学反应方程式：
负极材料 正极材料 电解质溶液
(1)
铁
铜
稀硫酸
(2)
铜
银
硝酸银
为电解质溶液，电池的总反应为 Zn＋Ag2O＋H2O==2Ag
＋Zn(OH)2。
本 (1)Zn 发生 氧化 反应，是 负 极，电极反应式是 Zn－2e－
化学能转化为电能——电池ppt-鲁科版选修四PPT教学课件
三、常见的化学电源
干电池（NH4Cl糊状物为电解质） 负极（锌筒）：Zn-2e—=Zn2+， 正极（石墨）2NH4++2MnO2 +
2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O 总反应：Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
银锌电池（电解质为KOH） 负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 （或Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O） 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag （或 Zn+Ag2O=ZnO+2Ag）
四、金属的腐蚀和防护
讨论：钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀 原因：空气中溶解CO2的水分
酸性增强（形成电解质溶液） Fe和C构成原电池的两极
Fe：负极
C：正极
金属的防护 影响金属腐蚀的因素包括： 金属的 本性 和 介质 。
金属越活泼越容易被腐蚀
金属合金中活泼的金属易腐蚀 例如：钢铁腐蚀 介质对金属腐蚀影响很大： 金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀
第三节 化学能转化为电能
----原电池
一、原电池 把化学能转变为电能的装置
1 定义：
实验现象：
电流计指针发
生偏转，
Cu片上有气泡
(1)
(2)
产生
2、原电池工作原理
较活泼的金属失去电子发生氧化反应， 电子从较活泼金属（负极）通过外电 路流向较不活泼的金属（正极） 。
二、实验探究形成原电池的条件
化学能转化为电能——电池
双液原电池的优势： 1.提高能量转化率 2.形成可持续电流
任务三：原电池设计
应用模型
请设计实验方案
将2Fe3++Cu=2Fe2+ +Cu2+设计成电 流稳定可持续供电的原电池。
请画出实验装置，写出两个电极上的电极反应，并阐 明设计思路。
实验注意事项
1.微电流表使用时，应串联在电路中，黑色接线柱为负 极，红色为正极。 2.实验时，为保护微电流表，只将其中一极与电流表连 好，另一电极先不连电流表，采用点触操作，观察到指 针偏转，即可停止实验。 3.实验完毕，请将电极表面擦拭干净，并将溶液分类倒 回废液缸。
阐明原因。（本实验中 盐桥采用饱和KCl和琼脂 溶液制作而成。） Zn—2e- =Zn2+ Cl -
K+ Cu2+ + 2e- =Cu
选择电极对应的金属阳离子的盐溶液。
（3）锌半电池中，选择了硫酸 锌溶液，有什么好处？
盐桥的作用： 1.形成闭合回路 2.使溶液保持电中性
（4）双液原电池与单液原电池 相比，有哪些优势？
设计电池的基本思路： 将氧化、还原反应拆分
选用导线连接外电路
随堂巩固：
用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-
KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是C
（） ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A.①② B．②③ C．②④ D．③④
优化模型
任务二：交流研讨 请阅读盐桥的相关资料，讨论以下几个问题。
2020-2021学年鲁科版化学选修4学案：1.3第1课时 原电池的工作原理 化学电源含解析
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理化学电源1．理解原电池的工作原理及其构成条件，了解常见的化学电源。
2．能判断原电池的正负极，并正确书写电极反应式。
(重点) 3．能根据原电池原理设计简单的原电池。
授课提示：对应学生用书第15页知识点一原电池的工作原理1．两种铜锌原电池装置的对比装置图相同点实验现象检流计指针偏转，锌片质量减小，铜片质量增加电子流向电子由锌片流向铜片能量转化将化学能转化为电能电极反应及反应类型正极：Cu2＋＋2e－===Cu还原反应负极：Zn－2e－===Zn2＋氧化还原总反应方程式Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu反应区域氧化反应和还原反应在同一区域进行正负极通过盐桥联系在一起，氧化反应和还原反应在不同区域进行不同点回路外电路：电子由锌片经导线流向铜片内电路：溶液中自由移动离子的定向移动外电路：电子由锌片经导线流向铜片内电路：除溶液中离子定向移动外，盐桥起到沟通两个半电池的作用(1)概念：将化学能转变为电能的装置。
(2)构成条件①两个电极：活泼性不同的两种金属或一种金属与一种非金属导体。
②电解质溶液。
③形成闭合回路。
[自我诊断](1)原电池中外电路电子流动的方向是正极流向负极，溶液中阳离子向正极移动。
(×) (2)铜锌原电池中，若将铜片抽走，则不会发生反应。
(×)(3)铜、锌、稀硫酸构成的原电池，铜片是阳极，锌片上有气泡产生。
(×) (4)所有化学反应的化学能均能直接转变成电能。
(×) 知识点二化学电源 1．常见电源分类⎩⎪⎨⎪⎧一次电池：只能放电，不能充电二次电池(可充电电池)⎩⎪⎨⎪⎧放电时—原电池反应充电时—电解池反应燃料电源2．常见电源(1)锌锰干电池(一次电池) ①酸性锌锰干电池 负极：Zn －2e －===Zn 2＋正极：2NH ＋4＋2e －===2NH 3↑＋H 2↑总方程式：Zn ＋2NH 4Cl===ZnCl 2＋2NH 3↑＋H 2↑ ②碱性锌锰干电池负极：Zn －2e －＋2OH －===ZnO ＋H 2O 正极：MnO 2＋2H 2O ＋2e －===Mn(OH)2＋2OH －总方程式：Zn ＋MnO 2＋H 2O===ZnO ＋Mn(OH)2 (2)铅蓄电池(二次电池) 放电时(原电池)：负极：Pb ＋SO 2－4－2e －===PbSO 4正极：PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4＋2e －===PbSO 4＋2H 2O 总方程式：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O 充电时(电解池)：阴极(电池的负极)：PbSO 4＋2e －===Pb ＋SO 2－4阳极(电池的正极)：PbSO 4＋2H 2O －2e －===PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4 总方程式：2PbSO 4＋2H 2O===Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4 (3)氢氧燃料电池 ①碱性电解液：负极：2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O 正极：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －②酸性电解液：负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O③中性电解液：负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－总方程式：2H2＋O2===2H2O[自我诊断]可充电电池的充电、放电过程的原理分别是什么？两过程是否是可逆反应？[提示]可充电电池放电时是原电池，把化学能转变为电能，充电时是电解池，把电能转变为化学能。
2022化学课时练21化学能转化为电能__电池含解析
化学能转化为电能—-电池基础巩固1.(2020江苏泰州二模)下列说法错误的是(）A.铜丝缠在石墨棒上插入稀硝酸,可加快NO生成速率B.双液原电池中,可用浸有CCl4的滤纸作盐桥C。
K2FeO4可用作碱性Zn—K2FeO4电池的正极材料D.生铁发生吸氧腐蚀时的腐蚀速率与O2的浓度有关2.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是()A。
锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B。
氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅3。
炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl),不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。
腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是（)A。
腐蚀过程中，负极是FeB.Fe失去电子经电解质溶液转移给CC。
正极的电极反应式为4OH——4e—2H2O+O2↑D.C是正极，O2在C表面上发生氧化反应4。
甲醇、氧气和强碱溶液作为电解质溶液的手机电池中的反应为2CH3OH+3O2+4OH—2C O32-+6H2O.有关说法正确的是（）A.放电时，CH3OH参与反应的电极为正极B.放电时,负极电极反应:CH3OH+8OH-—6e-C O32-+6H2OC.标准状况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移D。
充电时电解质溶液的pH逐渐减小5。
（2020辽宁锦州模拟）肼（N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池,该燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示。
下列叙述正确的是(）A。
电池工作时，正极附近的pH降低B.当消耗1 mol O2时,有2 mol Na+由甲槽向乙槽迁移C.负极反应为4OH-+N2H4-4e—N2↑+4H2OD。
若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作6.(2020山东济宁三模)中国科学院深圳研究院成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合材料的钠型双离子电池,可充放电。
化学能转变为电能电池
①书本P21？
负极 (镁片)： Mg →Mg2++2e正极 (锌片) ：Zn2++2e- →Zn
②如果将上述装置中的硫酸铜换成稀硫酸又怎样呢？
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极 负极：一般，较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
（不可以）
第一组实验
思考题1：
请根据反应 Fe + 2Fe 3+ = 3Fe 2+ 设计一个原电池，画出装置图
思考题1：
请根据反应 Cu + 2Fe 3+ = Cu2++2Fe 2+ 设计一个原电池，画出装置图
石墨
Cu
思考题2：
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用 导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为 负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时， c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： ( ) B
总反应式是Cu+4HNO _______________________________ 3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O
4.按下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问 题（假设所提供的电能可以保证电解反应进行） （1）U型管内和ab烧杯各发生什么现象?写出有关 反应的化学方程式。 （2）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯 中，负极减轻多少克?
小结
负极反应式
Zn – 2e- = Zn2+
正极反应式
化学能
电能
2H+ +2e- =H2 发生还原反应 电子流入极
高中化学人教版《原电池》精品课件1
2022年5月10日星期二
19
3、(06天津高考)我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂 网为正极，海水为电解溶液，空气中的氧气与铝反应产生 电流。电极总反应为4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3，下列说
法中不正确的是[ B ]
A．正极反应为O2+2H2O+4e-==4OHB．电池工作时，电流从铝电极沿导线流向铂电极 C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D．该电池通常只要更换铝板就可继续使用
CuSO4溶液
二、原电池的工作原理
1、电子移动方向：从负极流向正极
2、阴阳离子移动方向： 电子沿导线传递， 7. 强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：
D．标准状况下，11.2 L CCl4中氯原子数目为2NA
故选：B。
产生电流
阳离子移向正极，
Zn Cu 阴离子移向负极 综上所述氧化性强弱顺序：A2+＞B2+＞C2+＞D2+；还原性强弱顺序：D＞C＞B＞A；
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 手机专用电池
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
知识回顾
一、原电池的定义及形成条件
1、定义： 将化学能转变为电能的装置 2、形成条件： 1）活泼性不同的两个电极（可以是金属或非金属 的导体） 2）电解质溶液 3）导线连接的闭合回路 4）能自发进行的氧化还原反应
原电池
练习2、探究：如何利用反应 Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 ，设计一个能产生持 续电流的原电池（注意烧杯中电解质溶液的选择）， 画出原电池的示意图，并写出电极反应。
Cu
Pt
负极(Cu)：Cu-2e-=Cu2+ 正极(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+
鲁科版高中化学选修4-1.3《化学能转化为电能——电池》第一课时参考教案2
第3节化学能转化为电能——电池(共三课时)一、教学目标1、知识与技能目标①通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理,根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法,以及电池反应的概念。
②通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
③通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。
2、过程与方法目标①通过原电池装置的设计实验,培养学生动手、动脑的能力,以及分析、处理实验数据的能力。
②通过交流讨论,训练学生的思维能力,培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。
3、情感态度与价值观目标通过学习,使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献,从而赞赏化学的作用。
二、重点、难点重点:原电池的工作原理,写出简单的电极反应及电池反应,金属腐蚀的电化学原理以及据此而设计的防护原理。
难点: 原电池的工作原理,金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
三、教学过程第1课时原电池的工作原理[引言]通常情况下,化学反应中的能量变化主要是化学能和热能之间的转化，实际生产生活中电能的应用更广。
第二章我们学习了把电能转化为化学能的装置—电解池,今天我们继续讨论在必修(Ⅱ)中学习的把化学能转化为电能的装置—原电池。
[指导实验]学生分组设计实验[实验1]将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接,并使锌片和铜片直接接触,然后浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。
现象:铜片表面明显有铜析出,电流计指示无电流通过。
[实验2]将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接, 并使锌片和铜片不直接接触,然后浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。
现象:电流计指针发生偏转,并指示出电子是由锌片流向铜片;在铜片的表面有红色铜析出。
[问题讨论]实验1:在不同电极上发生反应,电流计指针不动的原因,可能与锌片和铜片直接接触有关,电子没有通过导线。
实验2:发生了原电池反应,该装置构成原电池,锌为原电池负极,铜为正极。
第一章 化学反应与能量转化第三节 化学能转化为电能暑假预习学案
第一章 化学反应与能量转化第3节 化学能转化为电能—电池暑假预习学案编辑人：苏道军第一课时一、原电池的工作原理1、定义：原电池：2、原电池的构成：（1）（2）（3）（4）3、【小结】正负极的判断（1）负极：发生 反应的电极电子的电极，电流的 极较活泼的电极阴离子移向负极常见溶解的电极（2）正极：发生 反应的电极电子的电极，电流的 极较不活泼的电极阳离子移向负极常见由气泡冒出或由金属析出的电极【举例】CuSO 4溶液①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）③写出总方程式（电子守恒）【例题1】将镁片和铝片用导线相连，插入H 2SO 4溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。
【解答】①Mg —Al —稀H 2SO 4原电池：C负极（Mg）：Mg = Mg2++ 2e—（氧化反应）正极（Al）：2H++ 2e—= H2↑（还原反应）电池反应：Mg + 2H+= Mg2++ H2↑【练习2】将镁片和铝片用导线相连，插入NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式②Al—Mg—NaOH原电池：负极（）：正极（）：电池反应：【巩固】电极反应式的书写：⑴原电池反应一般都是自发进行的，因而在写电极反应时，首先将总反应变换成反应（负极）和反应（正极）。
如：2FeCl3＋Cu ＝2FeCl2＋CuCl2，正极：；负极：。
其中，Fe电极为负极时，被氧化为离子。
⑵正极反应与负极反应的得失电子数要。
⑶正极反应与负极反应直接相加可得原电池的。
⑷电极产物是否与电解质溶液中的有关成分作用，若有作用则要一块写出。
⑸每个反应之前均须标明电极的属性。
[要点强化指导] 1．原电池是将化学能原转化为的热能而改转化为电能，并不是放热反应就能设计成原电池，而是能自发的氧化还原反应理论上可设计成原电池。
2．电极材料有时并不一定是金属（如石墨碳棒），有时还可以是相同的金属（如金属铂），但电极反应一定是氧化还原反应。
原电池
第一章 化学反应与能量转化第3节 化学能转化为电能——电池一、原电池的知识梳理二、化学电源：1．一次电池（使用后即弃去的电池，易造成环境污染）：例如，碱性锌锰干电池：Zn+2MnO 2+H 2O =Mn 2O 3+Z n (O H )2负极：正极：2．二次电池（可充电电池，可反复充电和放电，是电池发展的一个重要方向）：例如，铅蓄电池：Pb+PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O 放电时的电极反应：负极： ；正极： 。
充电时的电极反应：阳极： ；阴极： 。
3．燃料电池（两极材料都是惰性电极，电极本身不参与反应，而是由引入到两极的物质发生反应）：（1）氢氧燃料电池 ：是一种高效低污染的新型电池，一般用金属铂（是一种惰性电极，并具有催化活性）或活性炭作电极，用40%的KOH 溶液作电解质溶液。
电池总反应式为：2H 2 + O 2 = 2H 2O负极： ； 正极： 。
（2）甲烷燃料电池（用金属铂作电极，用KOH溶液作电解质溶液）电池总反应式为：CH4 + 2O2 +2KOH==K2CO3+ 3H2O负极：；正极：。
三、应该掌握几种原电池：1．书写原电池电极反应方程式时应注意：①书写电极反应式要注意酸碱性环境对产物存在形式的影响。
②在酸性环境中，氢元素的存在形式有：H+ 、H2O、H2三种形式，不会出现OH―形式。
③在碱性环境中，氢元素的存在形式为：OH―、H2O、H2三种形式，不会出现H+形式。
④在酸性环境中，氧元素的存在形式有：H2O一种形式，不会出现OH―、O2―两种形式。
⑤在碱性环境中，氧元素的存在形式为：OH―、H2O两种形式，不会出现O2―形式。
⑥遵守三个守恒：正负极得失电子数相等，原子个数守恒，方程式两边所带电荷数相等。
⑦在正负极得失电子数相同的情况下，两个电极反应式叠加，会得到总反应式。
⑧用总反应式减去任何一个电极反应式会得到另一个电极反应式。
2．几种常见的原电池（1）铜锌非氧化性强酸溶液的原电池（伏打电池）（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸）总反应（离子反应方程式）：。
第3节 化学能转变为电能——电池(3)
O2+4H++4e- =2H2O
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 后续反应：
Fe2O3 · nH2O 铁锈） （铁锈）
金属的腐蚀与防护
钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的析氢腐蚀示意图 析氢腐蚀示意
钢铁的吸氧腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 吸氧腐蚀示意
思考：你能写出它们的电极反应式吗？ 思考：你能写出它们的电极反应式吗？
1、覆盖保护层 、
衣架和电线的外面包 上一层塑料层
某些工具的“机械转动部位”选 某些工具的“机械转动部位” 用油脂来防锈， 用油脂来防锈，为什么不能用油 漆
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷油漆以防锈 上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr 上一层既耐腐蚀又耐磨的
金属的电化学防护
Fe2O3 · nH2O 铁锈） （铁锈）
O2 Cu
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 后续反应：
金属的腐蚀与防护
负极： 负极：(Fe) Fe-2e=Fe2+ 正极： 正极：(Cu) O2+2H2O+4e-=4OH空气中的SO 电解质溶液： 电解质溶液： 空气中的 2 , CO2溶于水膜中 电池总反应： 电池总反应： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 有人将还原的电极（正极） 的电极反应写为： 有人将还原的电极（正极） 的电极反应写为： 这两种写法反映了反应条件有什么区别？ 这两防护
负极： 负极：(Fe) Fe-2e-=Fe2+ 正极： 正极：(Cu) O2+2H2O+4e-=4OH空气中的SO 电解质溶液： 电解质溶液： 空气中的 2 , CO2溶于水膜中 电池总反应： 电池总反应： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
高中化学鲁科版选修4化学反应原理第1章第3节化学能转化为电能—电池
高中化学 化学反应原理
山东省北镇中学 史学强 2014-11-8
对比电解池 原电池
电解池
能量转化 阳极 两个电极 阴极 1 2 构成条件 3 4 3 4 负极 1 2 正极
1
原电池
对比电解池 原电池
电解池
能量转化 阳极 两个电极 阴极 1 2 构成条件 3 4 熔融或电解质溶液 闭合电路 3 4 电解质溶液 闭合电路 发生还原反应 直流电源 固体电极材料 负极 1 2 电子流出 自发的氧化还原反应 电能→化学能 发生氧化反应 正极
1 2
3
A
Zn CuSO4 溶液 Cu
Zn
CuSO4 溶液
3
4
A
Zn Cu Zn
A
盐桥
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
阅读课本P23—P26并解决下列问题
4
1.什么是化学电源？化学电源如何分类？ 2.锂电池有什么优点？ 3.酸性、碱性锌锰干电池的构造特点（正极材料、负极材料、电解质溶 液）？ 酸性、碱性锌锰干电池分别有什么优缺点？ 分析锌锰干电池的正、负极反应及总反应，总结原电池的正极反应、 负极反应、总反应之间有什么关系？ 4.铅蓄电池的构造特点？ 铅蓄电池有什么优缺点？ 分析放电时总反应与充电时总反应之间的关系、放电时负极反应与充 电时阴极反应之间的关系、放电时正极反应与充电时阳极反应之间的 关系？ 思考铅蓄电池充电其正负极分别与电源的正极还是负极相连接？ 5.氢氧燃料电池的构造？燃料电池有什么优点？ 氢氧燃料电池与其他燃料电池的联系与区别是什么？ 请写出氢氧燃料电池的电极反应式及总反应方程式。
金属的腐蚀与防护
6
高中化学化学反应与能量转化 第三单元 化学能转化为电能教学设计
化学能转化为电能【设计理念】传统的化学教学是以讲授为主，实验为辅(实验又以教师演示为主)的教学模式，这样的方式，往往忽略了学生的独创性、变通性、新颖性等创造性思维的培养，淡化了师生间民主、平等的关系。
新课程的基本理念指出，化学课堂教学应立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，从学生已有的知识、经验出发，经过多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方法的转变，培养学生的创新精神、实践能力及人文精神。
不仅如此，新课程标准还把“自主探索、合作交流”提到一个前所未有的高度，这充分肯定了合作学习能从许多方面促进学生更加主动而生动地学习。
同时中学化学课堂教学的内容、方法、评价方式等都发生了相应的调整和改变。
从而如何合理设计、优化化学课堂教学程序，使之成为一堂学生人人主动参与、各司其职、各显神通、各有所得的好课，让每位学生都在学习中体会到快乐，以便他们能更全身心的投入到学习之中，就成了每个化学教师应该努力的目标。
【教学策略】合作理论认为，合作的价值就在于通过合作，实现学生间的优势互补。
为此，我们可以要求学生主动搜集并分析有关化学能转化为电能的知识信息和资料，在课堂上达到信息整合的目的。
同时教师要合理地选择契机，给学生提供合适的合作学习内容，把那些具有一定思考性或开放性、仅凭个人的力量难以考虑周全而须发挥小组集体智慧的问题（铜片、锌片和稀硫酸构成原电池时为何气泡从铜片上面产生）让学生进行合作学习。
建构主义的教学理论认为，对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的，而不是通过教师向学生传播信息获得的。
学习者在—定的情景下学习，或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识，理解、掌握学习内容，达到对新知识意义的建构。
所以，在合作学习过程中，教师可以不时的引导学生对课堂所要学习的内容提出各种假设并努力加以验证；引导学生采用探索法、观察法、推理法建构知识的意义；协助学生把所学习的知识内容与自己生活中已经知道的事物相联系（电池的使用，电流的流动，电子的流动），并尝试合作解决实际问题。
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。
金属的腐蚀与防护
2.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(5) (2) (1) (3) (4)
防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有 一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
3、等质量的两份 锌粉a、b，分别 加入过量的稀 H2SO4，同时向a 中加入少量的 CuSO4溶液，下 列图表示产生H2 的体积（V）与 时间（t）的关系， 其中正确的是： （ ）D
A．放电时，电流方向由B过M到A B．充电时，铅蓄电池的正极应与充电 器电源的负极相连 C．放电时，正极反应是 Pb － 2e - ＋ SO42- == PbSO4
D．充电时，阳极反应是： PbSO4 － 2e - ＋2 H2O == PbO2 ＋ SO42- ＋ 4 H+
氢氧燃料电池
电池反应为： 在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：
水膜呈酸性。
负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+
电 正极C(+) 2H++ 2e－ = H ↑ 2 极 总反应: 反 应 Fe + 2 H+ == Fe2+ H2↑
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀
条件
电化学腐蚀
不纯金属或合金跟电 解质溶液接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化
在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：
甲烷燃料电池
思：试写甲醇燃料电池正负极反应式？
+2CO32-
思考与小结
• 在构成原电池时，负极的金属发生什么变 化？ • 除了构成原电池使金属发生腐蚀外，现实 生活中还有什么形式也会使金属腐蚀？
她的病因是什么？ 能为她开一个处方吗？
*格林太太,漂亮、开朗、乐观，身体健康， 脸上有着“永恒的微笑”。只是她在开怀大笑 的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的 牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这 是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做 的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不 解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛， 夜间失眠，心情烦躁……
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · 2O nH （铁锈）
金属的腐蚀与防护
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
思考：你能写出它们的电极反应式吗？
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀 条 件 吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱。 2Fe-4e=2Fe2+ O2+2H2O+4e=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · 2O nH （铁锈）
金属的腐蚀与防护
负极：(Fe) Fe-2e=Fe2+ 正极：(Cu) O2+2H2O+4e-=4OH电解质溶液： 空气中的SO2 , CO2溶于水膜中 电池总反应： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 有人将还原的电极（正极） 的电极反应写为：
这两种写法反映了反应条件有什么区别？
O2+4H++4e- =2H2O
பைடு நூலகம்三节
化学能转化为电能—电池3
金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀： 金属表面与周围的物质发生化学反应或因 电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。 化学腐蚀 2.金属腐蚀的类型： 电化腐蚀
（常见普遍）
失e金属阳离子 3.金属腐蚀的本质： 金属原子 氧化反应
金属的腐蚀与防护
联想.质疑
铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在 潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么 当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？
4、下列事实不能用电化学原理解释的是（ A
）
A
B C D
铝片不需要特殊的保护方法。
炒过菜的铁锅未清洗易生锈。 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。
金属的腐蚀与防护
负极：(Fe) Fe-2e=Fe2+ 正极：(Cu) O2+2H2O+4e-=4OH电解质溶液： 空气中的SO2 , CO2溶于水膜中 电池总反应： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
Fe2+ OHH 2O 2eCu Fe
Fe2O3 · 2O nH （铁锈）
O2 Cu
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
金属跟周围物质（气体或溶 液）直接接触被氧化
现象
无电流产生 金属被氧化
本质
联系
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
金属的防护
改变金属内部的组织结构，制成合金 （如不锈钢）
在金属表面覆盖保护层
如喷油漆、涂油、电镀等
电化学保护法，即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？
知识回顾： 铅蓄电池
负极材料： Pb 正极材料： PbO2 电解质：H2SO4 电池反应方程式：
Pb + PbO2 + H2SO4 PbSO4 + 2 H2O
铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为
Pb + PbO2 + 4 H+ +2SO42PbSO4 + 2 H2O
则下列说法正确的是
（
D） + -
1、覆盖保护层
衣架和电线的外面包 上一层塑料层
某些工具的“机械转动部位”选 用油脂来防锈，为什么不能用油
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷油漆以防锈 上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr
金属的电化学防护
2、牺牲阳极的阴极保护法
原理 ：(也可以叫做牺牲负极的正极保护法）
形成原电池反应时，让被保护金属 做正极，不反应，起到保护作用；而活 泼金属反应受到腐蚀。航海船只的船底 四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护 法来保护船体的。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
航海的船只 的船底四周 镶嵌锌块 （白色）， 就是利用牺 牲阳极的阴 极保护法。
金属的腐蚀与防护
牺牲阳极的阴极保护法示意图
金属的电化学防护
3、阴极电保护法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两 原理 ：
个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流 电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防 止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
金属的腐蚀与防护
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1） 若液面上升，则溶液呈 中性或弱酸 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：
O2+2H2O+4e-→4OH－ Fe–2e-→Fe2+
,
正极：
（2） 若液面下降，则溶液呈 酸 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e-→Fe2+ 正极：