化学能转化为电能——原电池
2020_2021学年新教材高中化学第1章第2节化学能转化为电能__电池1原电池的工作原理课件鲁科版必修1
②写出相关的电极反应式。 提示:正极反应为Fe3++e-====Fe2+,负极反应为2I--2e-====I2。 ③在实验过程中观察到灵敏电流计的“读数变为零”,请分析原因。 提示:由于此反应为可逆反应,“读数变为零”是由于该可逆反应达到了化学平 衡状态。
知识点二 原电池原理的应用 【重点释疑】 1.加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中 的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的反应,使产生H2的速率加快。 2.比较金属的活泼性强弱 原电池中,负极一般为活泼性较强的金属,正极一般为活泼性较弱的金属。
【解题指南】分析原电池设计的思维流程如下: (1)氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个反应,从而确定电极反应; (2)以两电极反应原理为依据,确定电极材料和电解质溶液; (3)用导线连接构成闭合回路。
【解析】选D。根据Cl-的移动方向可知,b电极为负极,a电极为正极,根据电池 反应式可知,Zn发生失电子的氧化反应,即b电极反应式为Zn-2e-====Zn2+,A、B 项错误;电子流动方向是b电极→导线→a电极,C错误;正极材料的活泼性应比负 极材料弱,D正确。
选项 M
N
A
锌铜
B
铜铁
C
银锌
D
锌铁
P 稀硫酸 稀盐酸 硝酸银溶液 硝酸铁溶液
【解析】选C。该原电池中M棒变粗,N棒变细,说明原电池反应时N棒溶解作负 极,溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极。A、B选项中,电解质溶液均为稀 酸溶液,故正极均产生H2,不符合题意;C项,总反应为 Zn+2AgNO3====Zn(NO3)2 +2Ag,合理;D项,M极锌失电子溶解,不符合题 意。
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——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。
化学能转化为电能-原电池的工作原理
按装置(b) 有关的实验现象: 是①锌片 溶解 ，铜片 加厚变亮 ， CuSO4溶液颜色 变浅 ； ②电流表的指针发生偏转 ，
装置中的能量变化 是 化学能转化为电能 。
讨论
1.分析（a）（b）两个原电池各部分的作用，确定其电极反应物、电极材料和离子导体。
2.分析（a）（b）两个原电池的工作原理，写出电极反应式。
盐桥
盐桥是琼脂+饱和氯化钾溶液或饱和硝 酸钾溶液。 作用：盐桥中的离子能够定向移动， 可以将两个相互隔离的电解质溶液连 接起来，传导电流。
实验方案实施
按装置(a) 有关的实验现象: 是①锌片 溶解 ，铜片 加厚变亮 ， CuSO4溶液颜色 变浅 ； ②电流表的指针发生偏转 ，
装置中的能量变化 是 化学能转化为电能 。
实验设计
如何设计原电池？
将反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 设计成单液和双液盐桥电池
G
盐桥CuC来自负极： Cu - 2e- = Cu2+ 正极： 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
CuCl2溶液
FeCl3溶液 根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液
实验设计 方法导引
利用Fe3+与I-发生的氧化还原反应设计一个能产生电流的装置， 画出简单的装置示意图，标明使用的用品。
【例题3】原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有 关。下列说法错误的是（ ） A. 由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+ B. 由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3+ C. 由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]D. 由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3+
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。
把化学能转化为电能
三、金属的腐蚀及其防护
金属的腐蚀
金属或合金跟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，即为金属的腐蚀。其本质是金属 原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
条件 现象 本质 联系
电化腐蚀
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
金属跟非金属单质 直接接触
A Zn Cu
H2SO4
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相后，d极发生氧化反 应，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 B ( ) A．a > b > c > d C．c > a > b .> d B．a > c > d > b D．b > d > c > a
总反应式
Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
（3）金属防护的几种重要方法 ①改变金属内部的组织结构，制成合金。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③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。
小结
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学 腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 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
负极H2：2H2 -4e- =4H+ 正极O2：O2+4H+ +4e- =2H2O
——————————。
高二化学能转变为电能---电池
锌片失去电子 铜离子得到电子 锌片失去电子，铜离子得到电子，两极之间溶液离 失去电子， 得到电子， 子的定向移动和外部导线中电子的定向移动， 子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭 合回路，使两个电极反应不断进行， 合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子 转移过程，产生电流 电流。 转移过程，产生电流。
锌
—
A
+
eeCu2+ SO42-
铜
SO42-
CuSO4溶液
Cu2+ Cu 22+
e-
Cu2+
Zn2+
Cu2+
eSO4
Zn2+ Cu2+
SO42-
SO42-
原理分析
：
==
1、电极反应 、
负极: 负极: 正极： 正极： Cu2++2e- == Cu
Zn
Zn2++2e2e-
氧化反应 还原反应
总反应： 总反应： Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
• • • •
1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？ 、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？ 3、左右烧杯中各发生了什么反应？ 、左右烧杯中各发生了什么反应？ 4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地方？ 、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地方？
(×) ×
(∨) ∨
(∨) ∨
(X)
下列装置能否实现化学能向电能的转化？ 下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不 将如何改进使其形成原电池？ 行，将如何改进使其形成原电池？
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。
化学能转化为电能原电池
（2）根据电流方向或电子流动方向判断。 （3）根据原电池的电解质溶液内离子的定向流动方向 （4）电极的增重或减轻。
氧化反应 — 电极质量
eA
+ 还原反应 电极质量 阳离子移 向该电极
阴离子移 向该电极
二、化学电源：
（ 一 ） 常 见 化 学 电 池
一次电池：如普通干电池、碱性锌锰电池、 锌银纽扣电池等。（只放不充，环境污染）
酸性溶液反应物、生成物中均无OH-
若是中性介质：如2H2 + O2 == 2H2O；电解质为 NaCl 溶液。（H2 | NaCl | O2） 负极：2H2 — 4e- == 4H+ 正极：O2 +2H2O + 4e- == 4OH结论：书写电极反应要注意介质的影响。
①中性溶液反应物中无H+和OH-。 ②酸性溶液反应物、生成物中均无OH-。 ③碱性溶液反应物、生成物中均无H+。 ④水溶液中不可能出现O2-。
1、锌锰干电池
常见有酸性 和碱性两种。 早期为酸性的， 1860年发明。 但放电时间短、 酸液腐蚀外壳。 已逐渐被淘汰。 酸性见右图：
酸性锌锰干电池的负极是Zn，正极是C与MnO2， 电解质NH4Cl其电极反应为： 负极：Zn — 2e- ===Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- === 2NH3 + H2
例1. 利用反应Zn+ CuSO4 = ZnSO4 +Cu，设计一个单液原 电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并 写出电极反应。 G
G
Zn
(-)
Cu
(+)
Zn
盐桥
Cu
CuSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液
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
《化学能转化为电能——电池》 说课稿
《化学能转化为电能——电池》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的内容是《化学能转化为电能——电池》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是人教版高中化学必修 2 第二章第二节的内容。
在必修 1 中，学生已经学习了氧化还原反应的相关知识，这为本节课的学习奠定了基础。
本节课主要介绍了原电池的工作原理、构成条件以及常见的化学电源，通过对原电池的学习，不仅可以加深学生对氧化还原反应的理解，还能让学生体会到化学知识在实际生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。
二、学情分析学生在初中已经接触过简单的电学知识，在必修 1 中又学习了氧化还原反应，具备了一定的知识储备。
但对于原电池的工作原理，学生可能会感到抽象和难以理解。
因此，在教学过程中，需要通过实验探究、多媒体辅助等方式，帮助学生突破难点。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解原电池的工作原理，能够写出简单原电池的电极反应式。
（2）掌握原电池的构成条件，能够设计简单的原电池。
（3）了解常见的化学电源及其应用。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
（2）通过对原电池工作原理的分析，培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体验科学探究的过程，培养学生的创新精神和实践能力。
（2）激发学生学习化学的兴趣，培养学生的环保意识和可持续发展观念。
四、教学重难点1、教学重点（1）原电池的工作原理。
（2）原电池的构成条件。
2、教学难点原电池工作原理中电子的流向和离子的移动方向。
五、教法与学法1、教法（1）实验探究法：通过实验让学生直观地感受原电池的工作原理，激发学生的学习兴趣。
（2）问题驱动法：以问题为导向，引导学生思考和探究，培养学生的思维能力。
（3）多媒体辅助教学法：利用多媒体课件展示原电池的微观过程，帮助学生理解抽象的知识。
化学能转化为电能——电池课件高二化学鲁科版选修四
价的变化来确定正负极发生反应 【详解】A．同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱，金属性：Na＞Mg＞Al，则碱
3、X、Y、Z、W四种金属片插入稀盐 酸中,用导线连接,可以组成原电池, 实验结果如下图所示:
Z>Y
Y>X Z>W X>W
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为___。
Z>Y>X>W
【作业】 《高效导学》
1、完成第16页——巩固训练区 2、课时作业（六）——原电池工 作原理，第7、8题选做。
（限时：30分钟以内）
关于如图所示装置的叙述，下列叙述
正确的是( D )
A．盐桥中K+向锌片一端移动 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线 流向铜片 D．铜离子在铜片表面 被还原
1、如何判断原电池的正负极？
2、如何准确书写原电池的电极
反应？
G
C
Cu
FeCl3溶液
4、原电池正负极的判断方法
负极：电子流出， 阴离子流向， 发生氧化反应， 一般是较活泼金属。
谢谢大家
依据阿伏伽德罗定律推论：相同条件下气体体积之比等于物质的量之比，所以：其体积按从大到小的顺序为②＞①＞④＞③； 10．【解答】解：A．反应中Na置换出C，则可说明Na的还原性强于金刚石，故A正确； C. c(H+）/c(OH-）=1012的溶液中： NH4+、Al3+、NO3-、Cl③提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋 1.下列属于可再生能源的是（ ） B．阳离子如果处于中间价态，则具有氧化性和还原性，如Fe2+是中间价态，所以既有氧化性又有还原性，故B错误； D.中和反应为放热反应，焓变为负，故D错误； A. Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 ΔH＝－24.8 kJ·mol－1(反应热) B. 放热反应的△H<0，则a、b和c均为负值，故B错误； 故答案为B。 故答案为：NaHCO3═Na++HCO3﹣。 【详解】A、pH=1的溶液呈酸性，NO3-在酸性溶液中会将Fe2+氧化，即H+、NO3-、Fe2+不能共存，A不符合题意；
5 化学能转化为电能——原电池
普通干电池
手机电池
※
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
摄像机 专用电池
“神六”用 太阳能电池
快速阅读课本P23-26 划出答案
• • • • • 1.化学电源有哪些分类？ 2.锂电池的优点有哪些？ 3.酸性和碱性锌锰干电池有哪些优缺点？ 4.铅蓄电池有什么优缺点？ 5.哪些可以作为燃料电池的燃料？燃料电池 的优点是什么？
一次 电池 二次 电池 燃料 电池
• 酸性锌锰干电池 • 碱性锌猛干电池 • 铅蓄电池 • 锂离子电池 • 氢氧燃料电池 • 其它燃料电池
一、一次电池
1、普通干电池
锌筒 石墨棒
酸性锌锰电池
碱性电池
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
MnO2和C
)Zn NH4Cl ZnCl2 MnO2 , C(
书写电极反应式应注意以下几点： 1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到 总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反 应； 2．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得 还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在 酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以 CO32－形式存在）； 3．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结 合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成 OH－；
优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……
三、燃料电池： 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学 能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、 肼、甲醇、氨、煤气等……）
电极反应式的书写
• • • • • 1、书写总反应式的离子方程式 2、画双线桥 3、正极：氧化剂+ne-→还原产物 负极：还原剂-ne-→氧化产物 4、根据电荷守恒和元素守恒配平
化学知识点化学能转化为电能 电池
化学知识点化学能转化为电能电池查字典化学网为了帮助考生们了解高中知识点，查字典化学网分享了化学知识点：化学能转化为电能电池，供您参考!化学能转化为电能电池1、原电池的工作原理(1)原电池的概念：把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn原电池的工作原理：如图为Cu-Zn原电池，其中Zn为负极，Cu为正极，构成闭合回路后的现象是：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡产生，电流计指针发生偏转。
该原电池反应原理为：Zn失电子，负极反应为：ZnZn2++2e-;Cu得电子，正极反应为：2H++2e-H2。
电子定向移动形成电流。
总反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能若两种金属做电极，活泼金属为负极，不活泼金属为正极;若一种金属和一种非金属做电极，金属为负极，非金属为正极。
2、化学电源(1)锌锰干电池负极反应：ZnZn2++2e-;正极反应：2NH4++2e-2NH3+H2;(2)铅蓄电池负极反应：Pb+SO42-PbSO4+2e-正极反应：PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池负极反应：2H2+4OH-4H2O+4e-正极反应：O2+2H2O+4e-4OH-电池总反应：2H2+O2=2H2O3、金属的腐蚀与防护(1)金属腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳，遇有雨水可形成原电池，铁为负极，电极反应为：FeFe2++2e-。
水膜中溶解的氧气被还原，正极反应为：O2+2H2O+4e-4OH-，该腐蚀为吸氧腐蚀，总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，Fe(OH)2又立即被氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解转化为铁锈。
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——电池》 讲义
《化学能转化为电能——电池》讲义一、电池的定义与工作原理在我们的日常生活中，电池是一种极为常见且重要的能源装置。
那么，究竟什么是电池呢？电池，简单来说，就是一种将化学能直接转化为电能的装置。
电池的工作原理基于一系列的化学反应。
以常见的铜锌原电池为例，锌片和铜片分别浸泡在含有锌离子和铜离子的溶液中，用导线将它们连接起来，并在导线中间接入一个灯泡或者其他用电器。
此时，锌片上的锌原子失去电子，变成锌离子进入溶液，电子则通过导线流向铜片。
在铜片处，溶液中的铜离子得到电子，变成铜原子沉积在铜片上。
这个过程中，电子的定向移动就形成了电流，从而实现了化学能向电能的转化。
不同类型的电池，其化学反应和工作原理可能会有所不同，但总体来说，都是通过化学物质之间的氧化还原反应来产生电子的流动，从而提供电能。
二、常见电池的类型1、干电池干电池是我们日常生活中使用最为广泛的一种电池。
常见的有锌锰干电池，它以锌筒作为负极，石墨棒作为正极，氯化铵和氯化锌的水溶液作为电解质溶液。
在使用过程中，锌逐渐被消耗，当电池中的化学物质反应完后，电池就无法继续供电。
2、铅蓄电池铅蓄电池是一种可充电电池，常用于汽车的启动和供电。
它的正极是二氧化铅，负极是铅，硫酸溶液作为电解质。
在充电和放电过程中，铅和二氧化铅与硫酸发生复杂的化学反应，实现电能的存储和释放。
3、锂电池锂电池具有高能量密度、重量轻等优点，广泛应用于手机、笔记本电脑等电子设备。
锂电池的正极通常是含锂的化合物，负极一般是石墨。
在充放电时，锂离子在正负极之间往返嵌入和脱出，从而产生电流。
4、燃料电池燃料电池是一种特殊的电池，它不是通过内部储存的化学物质来产生电能，而是通过外部不断供应燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂（如氧气），使燃料在电极上发生化学反应产生电能。
燃料电池具有高效、环保等优点，是未来能源领域的一个重要发展方向。
三、电池的性能参数1、电压电池的电压是指电池两极之间的电势差，它决定了电池能够提供的电能大小。
第二单元化学能转化为电能原电池
第1课时 原电池的工作原理及金属的电化学腐蚀【考点解析】一、原电池的工作原理 １．概念：原电池是把 能转化为 的装置。
２．一般构成条件：①自发进行的 反应。
②两个电极（一极反应或两极都不反应）。
③电解质溶液（构成回路或参与反应）。
④形成 （导线连接或两极接触）。
例1．在下图的8个装置中，属于原电池的是哪几个?３．电极名称及电极反应。
负极：金属较 ， 电子，电子流 ，发生 反应。
正极：金属较 ， 电子，电子流 ，发生反应。
闭合回路中例2．在如图所示的铜锌原电池中：为 极，为 极；负极上发生 反应，电极反应式为 ，正极上发生 反应，电极反应式为 ；电子流出的极是 极，电子流入的极是 极；电流方向 。
盐桥中的盐溶液是KCl 溶液，其作用为提供定向移动的阴、阳离子。
盐桥中的 会移向ZnSO 4溶液， 移向CuSO 4溶液，使ZnSO 4溶液和CuSO 4溶液均保持电中性。
该原电池工作一段时间后，两电极的质量将会。
４．设计原电池：例3．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl 3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl 3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
负极反应： 正极反应：（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu 2+、Fe 3+、Fe 2+的浓度均为0.10 mol·L －1，请参照下表给出的数据和药品简述除去CuCl 2溶液中Fe 3+和Fe 2+的实验步骤 。
例4．将表面去掉氧化膜的镁片与铝片用带电流表的导线连接，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应方程式。
正极 ，电极反应式 ， 负极 ，电极反应式 ， 总反应 。
二、金属的电化学腐蚀与防护１．析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈较强酸性时发生析氢腐蚀。
以钢铁为例：Fe （ ）极： C （ ）极： 总反应式：２．吸氧腐蚀：在金属外面的水膜呈中性、碱性，溶解一定量O 2时发生吸氧腐蚀。
- 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)。
甲烷燃料电池
思：试写甲醇燃料电池正负极反应式？
+2CO32-
正极 负极
eZn (负) Cu (正) e-
e-
现象:锌片逐渐 溶解;铜片上有 大量气泡产物 生
Zn-2e=Zn2+
氧化反应
外电路
SO42- H+
2H++2e- =H2↑
还原反应
内电路
稀硫酸
[结论]工作原理:将化学能转变为电能. 在负极发生氧化反应,正极发生还原反应;在外电路,电子由负 极流向正极;在内电路,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动.
A
Al
X溶液
⑵当X为NaOH时，原电池反应的离子方程式：
____________________________________
____为负极,电极反应式:________________ Al 2Al+8OH- -6e- =2[Al(OH) 6H2O+6e- =3H2↑+6OH____为正极,电极反应式:________________ Mg ⑶当X溶液改为浓硝酸,Mg改为Cu，原电池反应的离 子方程式： Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O ____________________________________ Cu Cu-2e-=Cu2+ ____为负极,电极反应式:______________________ 4H++2NO3-+2e- =2NO2↑+2H Al ____为正极,电极反应式:______________________ 2O 4]
_
2Al+2OH-+2H2O=2[Al(OH) 4] +3H2↑
_
3.原电池的设计
例1. 利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单 液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图， 并写出电极反应。 G
G
Zn
(-)
Pt
(+)
Zn
盐桥
C
FeCl3 溶液
ZnCl2溶液
碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵 做电解质，结构如图1—3—8所示， 其电极反应为：
锌锰碱性电池：
锌锰碱性电池是一种新型的 干电池。负极材料由锌片改 为锌粉，正极材料为MnO2 , 还原产物为Mn2O3 ,电解质是 KOH溶液，其放电曲线如图 所示：该电池有何优点？
优点: 工作电动势稳定,电池的容量和放电时间增加了几倍
一、原电池
1.概念：把化学能转变为电能的装置叫 原电池 2.构成原电池的条件 ⑴电极:活泼性不同的两种金属(或金属与非金属) 作电极,较活泼的金属作负极. ⑵电解质溶液 ⑶形成闭合回路. (4)自发进行的氧化还原反应发生(△H<0)
3.原电池的工作原理(以Zn|H2SO4 |Cu原理池为例) ： 2e原电池反应: 2H+ + Zn = H2↑ + Zn2+
燃料电池
氢氧燃料电池
电池反应为：
燃料电池优点:
能量利用效率高、可连续 使用和污染轻等优点
在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：
总反应：
在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：
总反应：
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：
在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：
⑷根据电极材料判断:一般是活泼的金属作负极,不活泼的金 属或能导电非金属作正极.
⑸根据实验现象判断:能溶解的一极为负极,有气体析出或金 属单质析出的一极为正极(活泼金属作负极,酸或不活泼的金属 盐溶液作电解质溶液)
2.电极反应式的书写 ⑴原电池反应
ne-
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 + ⑵电极反应式： 负极：还原剂-ne-=氧化产物 正极：氧化剂+ne-=还原产物 ⑶原电池反应式=正极反应式+负极反应式 例2. 右图为Mg与Al与X溶液组成的一原电池。Mg 试按要求回答问题。 ⑴X为硫酸时，原电池总反应式(离子方程式) Mg+2H+=H2↑+Mg2+ ___________________________________ Mg-2e-=Mg2+ Mg 负极为_____,电极反应式为:_____________, Al 2H++2e-=H2↑ 正极为_____,电极反应式为______________
PbSO4 ＋2 H2O 正极：PbO2 ＋ SO42- ＋ 4 H++ 2e-
电池反应： Pb ＋ PbO2 ＋2H2SO4 == 2PbSO4 ＋2 H2O
充电时，为电解池
阳极：PbSO4 － 2e - ＋2 H2O 阴极：PbSO4 + 2e -
PbO2 ＋ SO42- ＋ 4 H+
Pb ＋ SO42-
FeCl3溶液
能产生持续、稳定电流的原电池装置
负极（Zn）： Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
1．盐桥的作用是什么？ 提示：盐桥的作用：避免负极失去的电子不经外电路直 接转移给溶液中得电子的微粒，降低发电效率；维持电 解质溶液中的电荷平衡；构成闭合回路．
总式： PbSO4 ＋2 H2O == Pb ＋ PbO2 ＋H2SO4
3、新型燃料电池
• 原理相同： • 工作时发生的仍然是氧化还原反应 • 特点：
• 工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输 入的，同时将电极产物不断排出电池。
• 燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃 烧反应的化学能直接转化为电能的“能 量转换器”。能量转换率很高。
2、铅蓄电池
负极材料：Pb 正极材料： PbO2 电解质： H SO
2
4
电池反应方程式： Pb +2H2O 不溶于水的 白色沉淀
锂电池
放电是原电池原理； 充电是电解原理
铅蓄电池：放电是原电池原理；
充电是电解原理
放电时，为原电池
负极：Pb － 2e - ＋ SO42PbSO4
二、常见问题
1.原电池的正负极判断方法. ⑴利用原电池总反应判断: ①负极:还原剂作负极或在负极反应,失电子,发生氧化反应的 一极,电子流出的一极. ②正极:氧化剂作正极或在正极反应.得电子,发生还原反应的 一极,电子流入的一极. ⑵利用电流方向判断:电流由正极流向负极
⑶根据离子定向移动判断:阳离子移向正极,阴离子移向负极.
二、化学电源（各类电池）
锂电池
干电池
叠层电池
纽扣电池
1.干电池（普通锌锰电池）
电极反应方程式：
负极： Zn – 2e = Zn
-
2+
正极： 2MnO + 2NH + 2 4 + 2e- = Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O 反应总的方程式 2MnO2+2NH4++ Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+