《化学能与电能的转化》学案13(苏教版必修2).doc

化学能转化为电能学案
［知识与技能］
1. 通过实验探究，认识化学能可以转化为电能。

2. 利用伏打电池发明的事例，激发学生发明创造的欲望。

［过程与方法］
1. 利用实验探究方法学习原电池的原理。

2. 结合生产、生活实际，学习原电池原理在生产、生活中的实际运用。

［情感态度与价值观］
利用伏打电池发明的事例，激发学生发明创造的欲望。

学习重点：原电池的原理。

正极：O2 + 2H2O +4e「==4 0H
［典型例题］
1. 有一种银锌电池，其电极分别是：Ag2。

和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为：
Zn+2OH'-2e=ZnO+H2O； Ag2O+H2O+2e =2Ag+2OH',总反应式：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag 根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是：（AC ）
A、在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小；
B、在使用过程中，电子山Ag2。

极流向Zn极；
C、Zn是负极，Ag2。

是正极；
D、Zn极发生还原反应，而Ag2。

极发生氧化反应。

2. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbOz，电解质溶液为H2SO4,工作时的反应为Pb+PbO2+ 2
H2SO4= = 2 PbSO4 + 2 H2O, T列结论正确的是（D）
A. Pb为正极被氧化
B.溶液的pH不断减小
C. SO,只向PbO2处移动
D.电解质溶液pH不断增大
3、一种新型燃料电池，它以多孔镣板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为：C2H6+18OH-14e=2CO32+12H2O 7H2O+7Z2O2+14e =140H\ 有关此电
池的推断正确的是：（B ）
A、通氧气的电极为负极；
B、参加反应的氧气与。

2成的物质的量之比为7： 2
C、放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变；
D、电解质溶液中，CC^-离了向正极移动。

4、我国首创的以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功.这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流.只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20-50倍.试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式：
（1）A1 是负极，电极反应式为4A1—12e「=4A13+
（2）石墨 _____ 是正极，电极反应式为3O2+12e +6H2O = 12OH-
5、市场出售的“热敷袋”其中的成分主要是铁粉、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。

热敷袋用塑料袋密封，使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成，回答下列各问：
（1） _____________________________________________________________ 热敷袋放出的热是来自Fe被氧化时所放出的热量__________________________________________ o
（2）碳粉和氯化钠的作用分别是
作电极和电解质溶液o
（3）写出有关的电极反应式化学方程式正极：2H,O+O,+4e「=4OH「
负极：Fe-2e^=Fe2+
6、将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的
滤纸上面并压紧（如右图所示）。

在每次实验时，记录电压表
指针的移动方向和电压表的读数如下；
已知：构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数
表中数据判断：
（1） C __________ 金属可能是最强的还原剂；
则在滤纸上能看到的蓝色沉淀析出的是_B（填字母）
金属。

其对应的原电池的电极反应式为：负极_Cu-2e-==Cu+
正极_2H2O+O2+4e^ = = =4OH
［知识梳理］
一、原电池
1. 定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。

2. 构成条件：
⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。

⑵电极材料均插入电解质溶液中（能自发进行氧化还原反应）。

⑶两极相连形成闭合电路。

3. 变化：
正极（活泼性较的）：发生还原反应，电子流入的一极。

负极（活泼性较强的）:发生氧化反应，电子流出的一极。

电子在闭合电路沿导线从负极流向正极。

判断方法：
%1根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；
%1根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；
%1根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离了向正极移动，阴离了向负极移动；
%1根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；
%1根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。

4、原电池的原理：
从化学反应来看，原电池的原理是氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化还原反应两个电极上进行。

Cu-Zn （H2SO4）：
正极材料是_Cu ；正极电极反应式为：2H+ + 2e--== H2个（还原反应）
负极材料是Zn ；负极电极反应式是：Zn -2e -== Zn2+（氧化反应）
离子方程式
Zn + 2H* = Zn2+ +
击个
原电池工作时总化学方程式：Zn + H 2SO 4= ZnSO 4+ H 2个
随着时间的推移，溶液的DH 逐渐 增大 ,溶液总质量.增加 二、应用
1. 制造电源
例1、试设计一个原电池，使其发生：Cu+2A g +=2Ag +Cu 2+o 则该原电池的负极材料是铜，负极 电极
反应为
, 正极材料为 , 电极反应
为Ag++e 「=Ag ,电解质溶液是_AgNCh 溶液。

2. 金属的防腐
例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 )
A.a>b>c>d
B. a>c>d>b
C. c > a > b . > d
D. b>d>c>a
练习：
1、请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电极反
应式和总反应式.
学习难点：原电池原理在生产、生活中的实际运用。

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-铜
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稀硫酸
一
二
— — 一三:
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2.如图4—14所示的装置能够组成原电池且产生(BC)
稀琉酸 稀硫酸 硫酸铜溶液 乙醇水溶液
A B C D
图 4—14
［学习过程］
1. 化学电源：应用原电池原理发明制作的电源。

2. 化学电源可分为一一次电池、二次电池；
一次电源是指：用过之后不能复原的电池；
二次电源是指：充电生还能继续使用的电池-
3. 常见的电源的组成与反应原理
⑴锌镐干电池
负极：Zn-2e ==Zn2+
正极：2NH4CI + 2MnO2 + 2e「==2MnO(OH) + 2NH3 + 2C「
(2) 银锌电池
负极：Zn —2e ==Zn2+
正极：Ag2O+H2O + 2e-==2Ag+2OH-
(3) 铅蓄电池
负极：Pb+StV」一2e「==PbSC)4
正极：PbO2 + 4H+ + SO42_ + 2e_==PbSO4+2H2O
(4) 镣氢电池
负极：20H +H2-2e ==2H2O
正极：2NiO(OH)+ 2e +2H2O==2 Ni(OH)2+2OH~
(5) 氢氧燃料电池
负极：2也一4e「==4H+
正极：O2 + 4H++4e-==2H2O
(6) 甲醇一空气电池负极：CH3OH+8OH_-6e_==CO3* 2 3 4 5 6+6H2O B—金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。

（2）若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润,。