化学能转化为电能
化学能转化为电能——电池
第三节化学能转化为电能——电池【学习指导】一、原电池的工作原理1．概念：化学能转化为电能的装置2.工作原理：负极：失去电子（化合价升高），发生氧化反应正极：得到电子（化合价降低），发生还原反应3. 原电池的构成条件（1）自发进行的氧化还原反应；（2）活泼性不同的两极；（3）电解质溶液，并形成闭合回路。
4.电极反应：（1）负极反应：X→X n－+ne-（2）正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应5.原电池的正、负极的判断方法：（1）由组成原电池的两极的电极材料判断。
一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
注意：如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池；Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。
都是相对不活泼金属作负极。
（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，阳离子向正极移动，阴离向负极移动。
6.原电池电极反应式的书写方法（1）写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）。
（2）根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应。
（3）氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应，要生成对应的稳定产物。
（4）验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
二、化学电源1. 碱性锌锰干电池负极（锌）：Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-正极(石墨)：MnO2+2H2O+2e-→Mn(OH)2+2OH-总反应式：Zn+MnO2+H2O = ZnO+Mn(OH)22.铅蓄电池(H2SO4作电解质)负极：Pb + SO42- PbSO4+2e-正极：PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O总反应：Pb + PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O3.(1)氢氧燃料电池（多孔石墨作电极材料，KOH作电解质）负极：2H2+4OH-→4H2O+4e-正极：O2+2H2O+4e-→4OH-总反应：2H2+ O2＝2H2O(1)氢氧燃料电池（多孔石墨作电极材料，H2SO作电解质）负极：2H2→4H++4e-正极：O2+4H++4e-→2H2O总反应：2H2+ O2＝2H2O三、金属的腐蚀和防护1.不纯的金属（或合金）在电解质溶液中的腐蚀，关键形成了原电池，加速了金属腐蚀。
必修二化学2.2.1化学能转化为电能
必修二化学第二章第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例，并了解及应用。
2.理解原电池概念。
3.初步了解原电池工作原理及构成条件。
(重点)化学能转化为电能阅读教材P39到P42[实践活动]内容，完成下列问题。
1．能源的分类定义举例一次能源直接从自然界中取得的能源流水、原煤、天然气、风力、石油等二次能源一次能源经加工、转化得到的能源蒸汽、电力等2.化学能转化为电能的两种方式(1)火电(火力发电)：化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能；缺点：污染环境、低效。
(2)原电池：将化学能直接转化为电能；优点：清洁、高效。
3．原电池(1)实验实验装置实验现象铜片：有气泡产生锌片：溶解变小电流表：指针偏转结论有电流产生，装置中化学能转化为电能(2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置。
(3)铜锌原电池工作原理电极材料电子转移电极反应式反应类型Zn 失电子Zn－2e－===Zn2＋氧化反应Cu 得电子2H＋＋2e－===H2↑还原反应总电池反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。
【判断】1．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。
(×)2．将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。
(×)3．在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。
(×)4．原电池中阳离子向正极移动。
(√)原电池的构成条件及正负极的判断方法1.构成原电池的“一个依据，三个必须”2．原电池正、负极的判断方法负极正极电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属或导电的非金属电子流动方向电子流出一极电子流入一极电流方向电流流入一极电流流出一极电解质溶液中离子的移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极发生的反应氧化反应还原反应反应现象电极溶解电极增重或有气泡放出【活学活用】1．下列装置中，能构成原电池的是( )A．只有甲B．只有乙C．只有丙 D．除乙均可以【解析】甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选C。
化学能转化成电能好全解
？
电 能
?
1、原电池定义:把化学能直接转化 为电能的装置。
实验现象： 锌片上有气泡产生而铜片 上没有,锌片逐渐溶解.
实验现象：
1. Cu片上有气泡产生 并更剧烈 2.电流计指针发生偏转. 思考 : 锌片不断溶解. 3.
1.溶液中c(H+)如何变化? 2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指 出反应类型. Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
实验现象：
1.Cu片上有气泡产生 更剧烈. 2.电流计指针发生偏转. 3.锌片不断溶解.
思考: 1.溶液中c(H+)如何变化?
2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指 出反应类型.
3、原电池工作原理：
失e-，沿导线传递，有电流产生
负极
阳离子
正极
电解质溶液 阳离子
Cu-Zn原电池的工作原理
电子沿导线传递，产生电流
实验
有电流产生
一.化学能转化为电能
1、原电池定义:把化学能直接 转化为电能的装置。
原电池的原理： 氧化还原反应
电极反应
负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑ （还原反应） (离子方程式） 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（不可以）
形成条件一：活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、碳棒等
第一组实验
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置，电子流出的一极称为极，该极发生反应，电子流入的一极叫极，该极发生反应。
原电池中电子流动的方向为：从极经外电路流向极。
2．构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作极，发生反应。
较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作极，发生反应。
（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）（3）形成闭合回路（或在溶液中接触）（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
3、原电池正负极的判断方法4、原电池电极反应的书写方法――设计原电池原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应； (3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应； (4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
例：铁与硫酸铜溶液反应，设计成原电池的两极反应式：负极：正极：练：Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的两极反应式负极：正极：【课堂练习】1.下列关于原电池的叙述,错误的是（）A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极 2. 下列关于实验现象的描述不正确的是（） A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3. 下列变化中属于原电池的是（） A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 4. 实验室中欲制氢气,最好的方法是（） A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成（） A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.铅铆钉 D.锡铆钉6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（） A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 7. 对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④（）8. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X9. 将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是（） A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)��Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（） A．电池工作时，锌失去电子w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-��Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g11. 微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是（） A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I- C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极12. 某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液 C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4 13. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（） A. Zn B. 碳棒C. MnO2 和NH4+D. Zn2+ 和NH4+14. 将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
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：
化学能转化为电能
2、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H 溶液中，下列各叙述正确的是（ 溶液中，下列各叙述正确的是（ BD ） 正极附近（ A、正极附近（SO42-）的浓度逐渐增大 负极附近（ B、负极附近（SO42-）的浓度逐渐增大 C、正极负极附近基本不变 锌片、铜片同时有气泡冒出时， D、锌片、铜片同时有气泡冒出时，说明锌片 不纯。 不纯。
阴离子
铜锌原电池 正极 2H++2e-=H2↑ 电解质溶液
阳离子
电 极 反 应
氧化反应） 负极：Zn－ 负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极： 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 还原反应） 离子方程式） (离子方程式） 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 总反应： 化学方程式） Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
思考问题 1、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片 上为什么有气泡产生? 2、锌片的质量有无变化?溶液中 C H 如何变化? 3、写出锌片和铜片上变化的离子方程式 4、从能量变化的角度分析这是什么装置?
+
失e,沿导线传递，有电流产生 e,沿导线传递， 沿导线传递 氧化反应 还原反应
负极
ZnZn-2e-=Zn2+
一个原电池的总反应的离子方程式是 Cu， Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电 池的组成正确的是（ 池的组成正确的是（ ） C 正极 负极 A Zn Cu B Ag Cu C Cu Zn D Cu Zn
电解质 CuCl2 溶液
H2SO4 CuSO4 FeCl2
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化1．原电池(1)定义：原电池——将化学能转化为电能的装置。
、(2)组成条件：①两个活泼性不同的电极。
通常用活泼金属作负极，用不活泼金属或可以导电的非金属作正极。
②电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。
③通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。
(3)实质：通过自发的氧化还原反应中的电子转移，在外电路上形成电流。
(4)电极反应的书写方法：①首先确定氧化还原反应的总化学方程式；②根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。
③由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。
④用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。
(5)应用：①金属的腐蚀：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。
一般分为化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）和电化学腐蚀（不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀）。
电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
例：钢铁腐蚀的电化学原理（1）析氢腐蚀（酸性较强环境中）负极：Fe → Fe2+ + 2e－正极：2H+ + 2e－→ H2↑电池反应为 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑（2）吸氧腐蚀（中性或酸性很弱环境中）负极： Fe → Fe2+ + 2e－正极：2H2O + O2 + 4e—→ 4OH－电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe（OH）2②金属的防护措施改变金属的内部结构、在金属表面覆盖保护层、电化学保护法。
2．电解池(1)将电能转化为化学能的装置。
(2)组成条件：①外电源——提供电能②导线——形成闭合回路③电解质溶液——帮助实现能量转化(3)实质：通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。
(4)电解池中离子的放电顺序：①阴离子氧化顺序为：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧根离子②阳离子的还原顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（与金属活动性顺序相反）注意：书写阳极反应时，首先要注意观察电极材料，当电极为C、Pt、Au等惰性电极时，根据阴离子放电顺序考虑溶液中的阴离子放电，若阳极本身为活泼金属材料，则首先考虑活泼金属失电子。
化学能电池化学能转化为电能的基本原理
化学能电池化学能转化为电能的基本原理化学能电池将化学能转化为电能的基本原理是化学反应与电化学反应。
在化学能电池中，有两种或两种以上的可移动物质，这些物质能够在电池内部的电极间移动，并发生化学反应。
这些物质会在电极表面形成电子和其他反应物的聚集体，通过外部电路，电子从一个电极移动到另一个电极，从而产生电流。
化学能电池通常由几个部分组成，包括：正极、负极、电解液、隔膜和电池壳。
在电池的正极，活性物质与电解液发生氧化还原反应，从而释放出电子。
在电池的负极，另一种活性物质与电解液发生氧化还原反应，并收集电子。
通过外部电路，电子在正极和负极之间移动，形成电流。
化学能电池的种类繁多，根据参与反应的物质和电解质，可将其分为以下几类：
1. 一次电池（原电池）：一次电池在放电过程中，反应物会完全消耗，因此需要定期更换新的电池。
常见的一次电池包括碱性电池、锌碳电池、锌汞电池和锂一次电池。
2. 二次电池：二次电池可以在充放电过程中反复使用，因为反应物（正负极活性物质）在充放电过程中发生部分还原和氧化。
常见的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池和镍镉电池。
3. 燃料电池：燃料电池通过燃料（如氢气、天然气或甲醇）在阳极与氧化剂（如氧气或空气）在阴极之间发生氧化还原反应产生电流。
燃料电池具有较高的能量转换效率，但需要辅助能源（如氢气压缩机或空气压缩机）以维持系统运行。
化学能电池的种类很多，但其基本原理是相同的，即通过化学反应将化学能转化为电能。
化学能转化为电能---电池 知识要点
化学能转化为电能---电池知识要点一、原电池的工作原理1、原电池：借助氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置称为原电池。
2、构成原电池的条件（1）有活动性不等的两个电极（2）电极要与电解质溶液接触（3）要形成闭合回路(4) 自发的氧化还原反应构成原电池后，一般说来化学反应速率要加快。
实验室不用纯锌与稀硫酸反应制氢气而要用粗锌与稀硫酸反应制氢气，就是利用原电池的原理。
在原电池中，电极并不一定要与电解质溶液直接反应。
当电极不与电解质溶液直接反应时，正极上得电子的物质一般为溶解在水溶液中的氧气，正极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e- = 4OH-。
3、原电池的工作原理（1）相对活泼的金属作负极，负极上一定发生氧化反应；相对不活泼的金属（或非金属）作正极，正极上一定发生还原反应。
（2）电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。
（3）溶液中的阴离子移向负极，阳离子移向正极。
但是，有一些特例：将镁和铝插到NaOH溶液中，用导线连接后构成原电池，铝是负极，镁是正极。
负极：2Al+8OH- -6e- = 2AlO2- +4H2O 正极：6H2O+6e- = 3H2↑+6OH-总反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑还有，将铁和铜插到浓硝酸中，用导线连接构成原电池，由于铁在浓硝酸中钝化不能继续反应，而铜可与浓硝酸反应，所以，铜时负极，铁是正极。
负极：Cu-2e- = Cu2+正极：2NO3- +4H+ + 2e- = 2NO2↑+2H2O由此可见，并不一定是活泼性强的金属作负极。
金属作负极还是作正极，要看电解质溶液而定。
4、电极反应式的书写（1）书写电极反应式的方法是--------叠加法。
即将两个电极反应叠加一定得到电池总反应。
在推写电极反应时，一般先写出电池总反应，然后再写出负极反应式或正极反应式，将总反应减去负极反应式或正极反应式就可得到正极反应式或负极反应式。
（2）在推写电极反应式还必须注意到介质（环境）的种类。
化学能与电能的相互转化
稀硫酸
电子
电流
Zn
H2
负极
Cu 正极
原电池工作原理示意图
1．原电池：将化学能转化为电能的装置。 2．原电池的工作原理
构成最简单的原电池需要哪些要件？
e-
1、电 极 ？ 2、溶 液 ？
H2SO4
G
e-
e-
负极
正极
Zn
Cu
eeZZnn2+2+Zn2+H2eH-e2-HH22
开仔动Fra bibliotek实验探究中
细
脑 筋
观 察
想 探究目的1: 形成原电池对电极有什么要求？ 发
到 别 人
现 探究目的2: 形成原电池对溶液有什么要求? 别
人 不
想 不 到
注：由于电极往往有杂质，而电流计又非常 灵敏，所以，如果是非常微弱的电流，我们 可视为没有电流产生！
能 发 现
的
的
有一位富翁要建造一艘豪华的游艇，他不
惜重金让造船师用昂贵、漂亮、对海水有 很强的抗腐蚀性的镍铜合金将船底包起来 。由于镍铜合金的机械性能不够大，游艇 的许多零件还是得用特种钢来制造。然而 就在这艘豪华游艇出海航行后的几天，船 底已经是千疮百孔，过早的结束了生命， 你知道这是为什么吗？应如何解决呢？
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转 化
（一）火力发电
化学能→热能→机械能→电能
（二）化学能直接转化为电能 的原理和装置
要使化学反应释放的能量不经过热能，直 接转化为电能，所要解决的首要问题是什 么？
那种类型的化学反应能产生电流？
氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化 学能转化为热能，再经过一系列能量转换 环节才能转化为电能。为什么没有形成电 流，怎样使它直接产生电流呢？
高中人教版化学必修二专题13 化学能转化为电能(教师版)
专题13 化学能转化为电能化学能转化为电能1．燃煤发电的能量转化（1）过程：化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能―――→发电机电能 （2）燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
2．原电池 （1）实验（2（3）铜锌原电池工作原理：2（4）反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。
（5）构成原电池的条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电 的非金属)电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
【典例1】在如图所示的8个装置中，属于原电池的是 。
【答案】DFG【解析】图中A、B都只有一个电极，C中是两个活泼性相同的电极，E中酒精不是电解质溶液，H不能形成闭合回路，它们不属于原电池，属于原电池的只有D、F、G。
原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率（1）原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
（2）实例：实验室用Zn 和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
2．比较金属活泼性强弱（1）原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
（2）实例：有两种金属A 和B ，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A 极溶解，B 极上有气泡产生。
由原电池原理可知，金属活动性：A ＞B 。
3．设计原电池（1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
（2）选择合适的材料。
①电极材料：电极材料必须导电。
负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
（3）实例：以Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu 为例电极反应⎩⎪⎨⎪⎧负极反应：Fe －2e －===Fe2＋正极反应：Cu 2＋＋2e －===Cu 电极材料及电解质⎩⎪⎨⎪⎧(1)负极：Fe(2)正极：Cu 或C (比Fe 的活泼性差的金属或能导电的非金属)(3)电解质：CuSO 4溶液装置图【典例2】 有a 、b 、c 、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c【答案】C【解析】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。
化学能转化为电能复习
池的综合性能。
提高能量密度与降低成本
优化电池结构
01
通过改进电池的构造和设计，提高电池的能量密度和功率密度，
从而减小电池体积和重量。
寻找低成本材料
02
研究开发低成本、易获取的电极材料和电解质材料，降低电池
制造成本。
优化生产工艺
03
改进电池的生产工艺，提高生产效率和产品质量，进一步降低
生产成本。
可持续性与环保性
燃料电池中的燃料（如氢气、甲烷等）和氧化剂（如氧气）在电极上发生氧化还 原反应，产生电流。
常见类型
氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等。
03 化学能转化为电能的效率 与影响因素
效率
01
02
03
理论效率
理论上，化学能转化为电 能的效率取决于反应过程 中释放的能量与反应物的 化学能之比。
实际效率
实际应用中，由于各种原 因，如反应动力学限制、 热损失等，实际效率通常 低于理论效率。
原电池
工作原理
原电池中的氧化还原反应通过电子传递的方式进行，负极释放电子，正极接收 电子，从而形成电流。
常见类型
锌锰干电池、铅蓄电池等。
电解池
工作原理
电解池中的电流通过电极在电解 质溶液中产生化学反应，从而将 电能转化为化学能。
常见应用
电解水制氢、电解熔融氯化钠制 取金属钠等。
燃料电池
工作原理
在电池中，化学反应发生在两个电极之间，一个电极发生氧化反应，另 一个电极发生还原反应。电子从还原电极流向氧化电极，从而产生电流。
在燃料电池中，燃料（如氢气、甲烷等）和氧化剂（如氧气）反应生成 水，同时释放出电子和离子，电子和离子分别在外部电路和离子交换膜 上流动，从而产生电流。
考点07化学能转化为电能--
考点07 化学能转化为电能【核心考点梳理】一、原电池的工作原理1．概念：是将化学能转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。
2．原电池的工作原理原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。
3．原电池的构成条件(1)原电池反应必须是自发的氧化还原反应。
(2)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。
(3)两电极均插入电解质溶液中。
(4)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
注意：构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。
两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。
两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写，以离子方程式形式表示。
①书写步骤A.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。
B.看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。
C.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。
①常见介质①根据总反应式，找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
①确定介质的酸碱性或者其它特性。
①按照负极反应：还原剂ne=氧化产物正极反应：氧化剂+ne=还原产物，书写电极反应式。
①书写技巧：若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。
三、原电池正负极的判断方法在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。
如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。
化学能转化为电能
1.将锌片和铜片用导线连接后插入到稀硫酸中，理论 上应在铜片上观察到大量气泡，但在实验过程中观
察到锌片上也有气泡，这可能是什么原因?
【交流与讨论】： 在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的 食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围 逐渐出现红色，并慢慢形成红色的锈斑。试 说明产生此现象的原因？
原电池工作原理小结
（意大利生物 学家伽伏尼）
Zn
Cu
（法国物理 学家、化学 家伏特）
稀硫酸
交流与讨论
原电池原理探究
（1）实验2与实验3中的现象有何不同？
（2）实验3中Cu片上的气体可能是什么？理论上如何确定？
（3）有人说H2是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应产生出来的。 这种想法正确吗？
（4）纯净的锌片上没有气泡产生，锌片有没有参加反应呢？
练习2：下列装置哪些可以形成原电池(
Zn A Cu
ABC )
A
Zn A Cu
Fe A C(石墨) Zn
Cu
稀H2SO4 A
CuSO4 溶液 B Fe A 陶瓷
稀H2SO4 C Fe A Cu
稀H2SO4
Zn A Zn
Si
D A C(石墨)
稀H2SO4 E
CuSO4溶液 F
酒精 G
稀H2SO4 H
请指出B C中的正负极，并写出电极反应式
正极
阴离子
有下列材料:Al条,Cu条,电线,水果(西红 柿),电流计等,请设计能使电流计转动 的装置.
练习1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的 硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y 组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、 Z三种金属的活动性顺序为（ C ）
（A）X＞Y＞Z （C）Y＞X＞Z
化学能转化为电能---原电池原理及形成条件
肥西中学 程少春
化学能转化为电能
---原电池原理及形成条件
学习目标
1、理解原电池原理 2、掌握组成原电池的条件
实验现象： 锌片上有气泡产生 而铜片上没有
实验现象：
电流计指针发生偏转， Cu片上有气泡产生
化学能转化为电能
一、原电池
----原电池原理及形成条件
1 定义：把化学能转变为电能的装置
实验现象： 电流计指针发 生偏转， Cu片上有气泡 产生
(1)
(2)
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） 。
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
你知道了吗
3、请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
设计成一个原电池。
负极：
Zn
正极： 比Zn不活泼的金属或石墨 电解质溶液： CuSO4 、CuCl2等
此电池的优点： 能产生持续、稳 定的电流。
（不可以）
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
第二组实验
实验探究形成原电池的条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
第三组实验
一、原电池的工作原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较 活泼的金属(负极)通过外电路流向较 不活泼的金属(正极)。
电子流向：负极导线 Nhomakorabea正极
化学能转化为电能实验报告
化学能转化为电能实验报告一、实验目的本实验旨在通过将化学能转化为电能的实验，探究化学反应与电能转化之间的关系，加深对能量转化的理解。
二、实验原理化学能是物质内部的能量，而电能是通过化学反应产生的能量。
在本实验中，我们将利用化学反应产生的电能来点亮一盏小灯泡。
具体原理如下：1. 化学反应：选择一种适合的化学反应，例如铜和硫酸之间的反应。
在反应过程中，铜会被氧化，而硫酸会被还原，释放出电子。
2. 电化学反应：将反应物质置于两个电极之间，一个是阴极，一个是阳极。
电子从阴极流向阳极，形成电流。
3. 点亮灯泡：将电流通过导线连接到灯泡上，电能会被转化为光能，从而点亮灯泡。
三、实验步骤1. 准备实验器材：电源、导线、灯泡、两个电极、铜片、硫酸溶液等。
2. 搭建电路：将电源与灯泡通过导线连接，确保电路的通路畅通。
3. 将铜片浸泡于硫酸溶液中，使其与硫酸发生化学反应。
4. 将铜片连接到阴极，另一端连接到电源的负极；将另一个电极连接到阳极，另一端连接到电源的正极。
5. 打开电源，观察灯泡是否点亮。
四、实验结果与分析通过实验，我们成功地将化学能转化为电能，点亮了灯泡。
这表明在化学反应过程中，释放出的电子能够形成电流，并且可以被导线传递到灯泡上，转化为光能。
五、实验总结通过本实验，我们深入了解了能量转化的过程。
化学能转化为电能的实验不仅实践了能量转化的基本原理，还展示了化学反应与电能转化之间的密切关系。
通过该实验，我们对化学能和电能的概念有了更加清晰的认识，并且加深了对能量转化的理解。
六、实验注意事项1. 实验过程中应注意安全，避免接触化学药品和电流。
2. 选用适当的化学反应和电源电压，避免过高的电流对实验设备和人身造成伤害。
3. 实验结束后，应将实验器材清洗干净，恢复实验环境的整洁。
七、拓展实验在本实验的基础上，可以进一步拓展，例如通过改变化学反应的种类和条件，观察电能转化的效果是否有所不同；或者通过改变导线材质和长度，探究电能传导的影响等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《化学能转化为电能》教学设计
一、学习任务分析
（1）本课内容的组成成分
本节内容包括：锌铜原电池的实验及其原理、电极反应方程式；原电池的概念和组成；钢铁的电化学腐蚀。
本节内容从日常生活中经常应用的各种电池出发，通过实验，以锌铜原电池为例，介绍了原电池及其及其反应原理。
通过资料卡简单介绍了钢铁的电化学腐蚀。
（2）在模块学习中的地位和作用
本节课选自苏教版化学2专题二第三单元第一节。
本节内容安排在《化学反应中的热量》之后，是化学反应中能量转化的另一种形式。
是高中电化学的重要组成部分，占有举足轻重的地位。
本节内容也为后面介绍化学电源和电能转化为化学能打下基础，起到了承上启下的作用。
二、学习者分析
（1）学生已有的知识水平和认知基础
本课时的教学对象为高二年级的学生，他们思维活跃，敏捷，比较喜欢动手做实验并且已经具备了一定的操作能力，此外，学生已经学习了氧化还原的知识，也学习了钠、镁、铝、铁等有关金属知识,以及电解质溶液的内容，这都为本节的学习做了知识上的准备。
（2）学习中可能遇到的问题
由于之前学生并没有学习过相关电化学的知识，所以对这一块内容相对陌生，对于原电池实验的探究可能还停留在观察阶段，缺乏深层次的分析。
根据知识的内容和学生的认知能力，我将
教学重点：原电池的反应原理
教学难点：原电池反应实质及组成条件
三、教学目标
（1）知识与技能
a.掌握原电池的反应原理和构成条件
b.能够判断原电池的两极，并写出正负极反应方程式和总的反应方程式
（2）过程与方法
a.通过实验探究，掌握原电池的工作原理，知道化学能如何转化为电能的
b.通过实验探究，归纳原电池的构成条件
（3）情感态度价值观
a.通过原电池的学习，知道电池如何将化学能转化电能，感受化学科学的发展对生活的促进作用
b.通过钢铁的电化学腐蚀的学习，学生树立了对生活中的现象给予科学解释的意识
根据上课的需要我准备了以下
四、教学准备
实验试剂：Zn片、Cu片、稀硫酸
实验仪器：烧杯、导线、灵敏电流计
教学过程中，我将突出重点，详细的解剖难点，从而使学生掌握重点知识，理解难点。
五、教学过程
好的开始是成功的一半，好的开始刺激大脑皮层中，建立兴奋中心，吸引学生的兴趣，因此我是这样导课的：PPT中展示电池，提问学生电池在生活生活中的用处，趁热打铁提问，那么电能是哪来的呢？告诉学生大部分电池都是从化学能转化来的，从而引入新课！
教师：同学们根据书本上的活动与探究，选择合适的仪器和试剂，按照实验的步骤要求，完成实验1~4，记录实验现象，得出结论。
（由于实验简单，让学生自己独立完成实验，在学生做实验时给予点拨和监督即可）
教师：同学们完成的非常的好！通过实验4的现象的得出，该装置能将化学能转化为电能。
这种装置我们称之为原电池，那么电路中电路是如何形成的呢？请学生结合氧化还原的知识分析
学生回答
教师：在Zn片上，锌失去电子形成Zn2+，电子经过锌电极流向导线：
Zn—2e-=Zn2+
流出锌电极的电子经导线通过电流计流入铜电极
在铜片上，流入铜电极的电子使氢离子还原为氢气
2H+ + 2e- = H2
铜离子附近溶液中氢离子不断减少，Zn离子向铜极移动。
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
教师：结合Zn-Cu原电池，那么怎样才能构成原电池呢？实验4的装置不变，我们将铜片换成锌片，电流计是否偏转？再将铜片换成铁片，观察。
同学：1、有活泼性不同的两个电极（或一种非金属导体）
教师：将稀盐酸换成乙醇，观察
学生：有电解质溶液且和两电极接触
教师：将锌片和铜片分别装在两个烧杯中
学生：闭合回路
教师：将锌片换成石墨电极
学生：自发进行氧化还原反应
教师：演示水果电池实验，激发学生兴趣
介绍钢铁电化学腐蚀的原理和其中的化学方程式，并让学生了解电化学的内容。
进行课堂小结，让学生完成形成性联系并讲解，布置课后作业，及时巩固所学知识。
作为讲课的重要部分，我也精心设计了板书。
六、板书设计
化学能转化为电能
原电池：将化学能转化为电能的装置
负极：Zn—2e-=Zn2+
正极：2H+ + 2e- = H2
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
构成条件：1、有活泼性不同的两个电极（或一种非金属导体）
2、有电解质溶液且和两电极接触
3、闭合回路
4、自发进行氧化还原反应。