高一化学化学能与电能 (2)

铜片 锌片
电流表
现象
Cu片有气泡产生 Zn片表面没有气泡产生，锌片 溶解
电流表指针偏转
结论： 有电流产生
原电池原理 一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.
A
Zn
Cu
H+ SO42－H+
2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ （氧化反应） Cu片：2H++2e- = H2 ↑ （还原反应） （铜片在这里起传导电子的作用）
一、化学能与电能的相互转化
1、火力发电
（1）能量转换：
化学能 燃烧
（燃料）
热 能
蒸汽
机械能
发电机
电 能
（蒸汽轮机）
（2）存在的问题： 经多次转换，能量损耗大，燃料的利
用率低；环境污染严重。
（3）燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化 还原反应的本质是电子转移。
[实验2-4] 实验探究
请将实验现象记录在课本P38表中：
一位年轻的化学家来看望格林太太 时，为格林太太揭开了病因！
请你当医生
⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池？若不
是，请说明理由.
练 习①
②
③
(×)
(×)
(√)
④
⑤
(√)
(×)
2．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 ）
拓 展：
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
1、电解液：
正极
，负极
。
硫酸铜、氯化铜、硝 3、电极反应式 ：
酸铜等可溶性铜盐溶液 2、电极材料：
负极：铁，
负极: Fe － 2e - = Fe 2+ . 正极: Cu2+ +2e - = Cu .
(B )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
二、发展中的化学电源
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它 在放电时所进行的氧化还原 反应，在充电时又逆向进行， 使生成物恢复原状，如此充 放电可循环进行，至一定周 期后终止。
（A）X＞Y＞Z
（B）X＞Z＞Y
（C）Y＞X＞Z
（D）Y＞Z＞X
3．下列装置哪些可以形成原电池? 形成原电池的写 出电极反应式,并指出电子流动方向。
练习4：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.
I e-
e- I
Ag
Fe
Zn
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
③两极（用导线）相连形成闭合 电路
两极 一液 一连线
间接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
装置
直接：
原电池
工 作
概
构 成
原念条
理
件
原电池原理
电极反应式：
负极：Zn片： Zn －2e- = Zn2+
A
（氧化反应）
Zn
Cu
正极：Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（还原反应）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电极反应总式：
正极：铜、石墨或比
铁不活泼的其他金属
思考题
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu Fe-C Fe-Ag
FeCl3 Fe(NO3)3
Fe(SO4)3
练习
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：
H+ SO42－H+
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
知识要点
实例
概念
把化学能转变为电能的装置
实质
化学能直接转变为电能
构成前提 能自发地发生氧化还原反应
构成条件 两极一液一连线
电极构成 负极：还原性相对较强的材料 正极：还原性相对较弱的材料
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的 负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线 路提供的电子→原电池的正极。
请你当医生
• 格林太太是一位开朗乐观的妇女,在 她大笑时,人们发现她有两颗金属牙,一 颗金牙是她财富的象征,另一颗是不锈钢
牙不年,解那的轻是是的一自化场从学车车祸家祸留发后下现,的她了,常什可常是么感令？到她能头百晕思、 头不痛、能夜为间格失林眠太、太心找情出烦病躁…因…？医生绞
尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好 转……
②根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 Fra Baidu bibliotek电子的反应→还原反应→正极
③根据电子或电流流动方向（外电路）：
e
e
电子从负极流出 沿导线 流入正极 电流从正极流出 沿导线 流入负极 ④、根据离子的定向移动（内电路）
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
5、根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ . 负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+ .
正极( Ag ): 2H++2e - = H2↑ . 正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu .
总反应式: Fe+2H+ = Fe 2+ +H2↑. 总反应式: Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
电极反应总式：
2eZn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
3、原电池化学反应本质：氧化还原反应
负极：还原性相对较 强的材料
正极：还原性相对较 弱的材料
“负极出电子，电子回正极”
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池 的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受 外线路提供的电子→原电池的正极。
（负极）（在正极）
设计一套能使电流表指针偏转的电池装置。
用品：铜片、锌片、导线、、电流表、 水果（自备）
请同学们边做实验边思考，化学电池 由几部分组成，它的构成条件是什么？
5、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或 一种是非金属导体）作电极
②电极材料均插入电解质溶液中 （能自发进行氧化还原反应）
4、原电池电极名称的确定方法 ①根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、 化合物是正极。
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它 的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2
请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ D ）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn