人教版必修二第2章第2节化学能与电能2精选课件
必修2 第2章 第2节 第2课时 化学能与电能
OH‾
化学学习的神器
H L D
自主学习
对照课本，对几种典型的电池进行了解 完成学案
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原电池电极反应的书写
e‾
负极：Al 正极：C 负极：Al 正极：C
氧化 Al
电解液：KOH 电解液：KOH
C 还原
I I
消耗阴离子
OH‾
生成阴离子
Al 4OH -3e AlO2 2 + 2H2 2O 2Al + 8OH‾ -6e‾ = 2AlO‾ ‾ + 4HO 6H2O +6e‾ = 3H2 + 6OH‾ 2H +2e H2 + 2OH‾
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锂电池
Li + MnO2 = LiMnO2
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燃料电池
常用燃料 氢气 甲醇 甲烷
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电池的另一面
一节5号电池造成的污染能使1 一节5号电池造成的污染能使1平方米的土壤绝收 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 铅：神经系统（神经衰弱、手足麻木）、消化系统（消化不 良、腹部绞痛）、血液中毒和其他的病变。 汞：精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快，肌肉颤 动，口腔和消化系统病变。 镉、锰：主要危害神经系统。
1800年 1800年 1859年 1859年 1887年 1887年 1890年 1890年 1914年 1914年 1954年 1954年 1970’s 21世纪 21世纪
必修2 第2章 第2节 第3课时 化学能与电能
应用：改变反应速率
Fe 水 Fe Zn Fe Fe 水 Sn Zn
下列装置中铁腐蚀最快的是
海水
海水
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应用：海水电池
试分析正负极并写出电极反应 Al Pt
海水 提示: 提示:总反应 = 正极反应+ 负极反应 正极反应+ 负极：4Al -12e‾ + 12OH‾ = 4Al(OH)3 负极：4Al 正极：3O 正极：3O2 +6H2O +12e‾ = 12OH‾
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练习
金属 A B C D 电流方向 Cu→Al Cu→ B→Cu Cu→C Cu→ Cu→D Cu→ 电压（V 电压（V） +0.78 -0.15 +1.35 +0.30
四个原电池的电压如下
已知电压越大，则金属性差异越大。试排序这些金属
金属性：C 金属性：C > A > D > B
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作 业
Байду номын сангаас完成学案
化学能与电能
一些原电池的应用
Duty Honor Love
化学学习的神器
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复习回顾
A 正极 Cu Zn 负极
试分析下面原电池的正负极和电极反应
CuSO4 Cu2+ + 2e- = Cu
ZnSO4 Zn-2e- = Zn2+
化学学习的神器
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应用: 应用:银锌电池
试分析正负极并写出电极反应 Zn Ag/Ag2O
KOH 提示: 提示:总反应 = 正极反应+ 负极反应 正极反应+ 负极：Zn 负极：Zn -2e‾ + 2OH‾ = Zn(OH)2 正极：Ag 正极：Ag2O + 2e‾ +H2O = Ag + 2OH‾
2020-2021学年化学人教版必修2课件：2-2-1 化学能转化为电能
解析：A 项，锌作负极，电极反应式为 Zn－2e－===Zn2＋， 负极质量减轻，铜作正极，电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu，正 极质量增加，故 A 正确；B 项，铝作负极，铁作正极，电子由铝 片(负极)通过导线流向铁片(正极)，故 B 错误；C 项，H＋向正极 移动，得到电子，发生还原反应，则硫酸根离子必然向负极移动， 这样才能形成一个闭合回路，故 C 错误；D 项，虽然镁的金属活 动性比铝强，但镁不与 NaOH 溶液反应，而铝能与 NaOH 溶液 反应，即在此环境中铝更容易失去电子，铝作负极，镁作正极， 故 D 错误。
燃烧 ――→
热能蒸汽 ―ຫໍສະໝຸດ →机械能发―电―→机 电能 。
(2) 燃烧 是使化学能转化为电能的关键。
2．原电池 (1)实验探究。
(2)原电池。 ①定义：将化学能转变为 电能 的装置。 ②工作原理(以铜－锌－稀硫酸原电池为例)：
③构成条件——“两极一液一线一反应” a．两极——两种 活泼性 不同的金属(或一种为能导电
劣质不锈钢腐蚀的实验现象：不__锈__钢__表__面__有__红__色__物__质__生__成__。
[思路分析] 设计原电池步骤如下： ①以自发发生的氧化还原反应为基础。 ②把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应， 从而确定电极反应。 ③以两极反应为原理，确定电极材料以及电解质溶液。 ④画出示意图。
(3)实例：
在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量 的锌块，目的是什么？
提示：钢的成分是铁碳合金，轮船在大海中航行，钢铁与海 水接触，形成铁碳原电池，能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼， 在船壳上镶嵌锌块后，形成铁—锌原电池，锌作负极被腐蚀，从 而保护了轮船不被腐蚀。
[例 2] 铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3 可用作催化剂、 印刷电路铜板和外伤止血剂等。
第2章第2节化学能与电能
化学能与电能
鄄城一中 李齐斌
一个意外的现象
实验步骤：
1、将稀硫酸倒入100mL烧杯中（约半烧杯）。
2、将铜片插入稀硫酸中，观察现象。
3、将锌片插入稀硫酸中，观察现象。 4、将锌片和铜片在稀硫酸中接触， 注意观察现象。
1、铜片上的气泡可能是什么？为什么？ 2、如何用实验验证锌板上的电子转移
∨
负极： Zn－2e-＝Zn2+
⑤
正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
∨
负极： Fe－2e-＝Fe2+
⑥
正极：Cu2++2e-＝Cu 总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
到铜板上？
验证锌板上的电子转移到铜板上。
实验用品：铜板、锌板、导线、 稀硫酸、烧杯、电流表。
1、铜片上生成的气泡是氢气。 2、氢气是怎样生成的？ 3、锌板上电子为什么会转移 到铜板上？
如何判定铜锌原电池的正、负极？
原电池的构成液、 铜片、锌片、镁条、石墨棒、 铁钉、导线、电流表、烧杯。
要求： 1.用对比的方法设计实验方案
2.完成实验
构成原电池的条件：
(1) 两种活动性不同的电极： 负极：较活泼金属
正极：不活泼金属或非金属
⑵ 电解质溶液 ⑶闭合回路
练 习
①
判断下列哪些装置构成了原电池？若不 是，请说明理由；若是，请指出正负极 名称，并写出电极反应式.
②
×
③
×
×
④
HCl
负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] 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组成原电池时，Y是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
人教版化学《原电池》PPT课件
（可以）
（不可以）
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
时，较活泼的Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流 向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢气从铜片上逸出。如何通 过更直观的实验现象来证明上述装置的导线中有电子的定向移动呢？
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
电子从负极锌片流出
经外电路
流入正极铜片
负极（较活泼）
还原剂(Zn)失去电子，发 生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
阳离子:移向正极
实践活动：自制电池——水果电池。如下图：
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
【实验探究一】
把锌片和铜片分别插入到稀H2SO4中,观察现象。 [实验现象]： 锌片上有气泡,铜片上无明显现象。 思考与交流一：
电流方向：正极
正极
氧化剂(H+)在铜极上得到电 子，发生还原反应
Zn2+ H+
SO42-
2H+ +2e-=H2
阴离子移向负极
必修2 第2章 第2节 第1课时 化学能与电能
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讨论
如果我把铜片换成铜丝，如下图，这个反应还 可以进行么？ Zn Cu 盐酸 如果我在铜丝中间的位置接入一个电流表，你 估计现象是怎样的？电流的方向是怎样的呢？ 这个反应过程是释放能量还是吸收能量？以怎 样的形式呢？
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原电池
我们生活中所使用的电池都是以这个实验为原始模 型设计的，所以我们把这个装置也称为原电池。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 41 1 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 2 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么?铜 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么? 片起到什么作用? 片起到什么作用? 3 溶液中定向移动的主要是哪些离子? 溶液中定向移动的主要是哪些离子?
Mg
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小练习
与你同桌讨论一下： 下面的装置可以实现原电池的效果么? 下面的装置可以实现原电池的效果么? Fe 酒精 Fe 硫酸 C Fe 盐酸 C Fe 盐酸 Cu Fe
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讨论
想要制作一个原电池，需要注意哪些要素？ 1 需要有闭合回路 2 要有不同的两个电极 3 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 试判断一下下面的反应的正负极： Al 浓硝酸 Cu Al NaOH Cu
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作
业Байду номын сангаас
完成学案。
完成课后习题。
化学能与电能
化学能与电能
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观察思考
1 2 3 4 5
观察实验，思考下面的问题： 实验的现象是怎样的？ 按照我们学过的知识，盐酸与铜能反应么？ 如果我告诉你这两片铜片里面夹了一片锌片，你 能解释现象了么？ 氢气气泡既然不能穿过铜片，为什么铜片上面会 有气泡？ 写出盐酸与锌反应的方程式，结合反应解释现象
高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结
第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO2－3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH－=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H＋和OH－从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH－总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H＋+2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能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.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。
人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能和电能》第一课时 《原电池》说课稿
人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时《原电池》说课稿一、说教材1、教材的地位及其作用本节教材是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识也是核心内容。
内容安排在化学必修1《氧化还原反应》﹑化学必修2《化学能与热能》等内容之后，符合学生认知发展规律。
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。
该节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。
该节分为两课时教学，本课为第一课时。
通过本课的学习，能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池的概念，并能够写出电极反应式和电池反应方程式。
生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。
当学生了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。
正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。
从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。
从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是是对火力发电中对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
此外，本节内容对发展学生逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力,将理论应用于实践,以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。
2、教学目标分析（1）知识与技能①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池概念。
②能够写出电极反应式和电池反应方程式。
（2）过程与方法①学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。
人教版必修二第二章第二节第二课时：正负极判断及原电池原理运用(共16张PPT)
例4.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： 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液。
2、电极材料：正极 铁
，
负极 铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
。
3、电极反应式 ：负极: 正极: Cu2+ +2e - = Cu
某同学用Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应速率，加入了大量的CuSO4溶 液，却发现产生H2很慢，为什么？ 解释：加入大量的CuSO4溶液后，生成的Cu附着在Zn片表面，甚至把Zn
包裹，减少了Zn片与溶液的接触面积，从而反应速率减慢。
2.揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，在潮湿的环境提供电解质溶液，与Fe组成原电池，发生 原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
随之发生： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ，不稳定的Fe(OH)3失水 变成铁锈(Fe2O3·nH2O),自然条件下钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。
防止钢铁腐蚀的方法： 方法一：改变金属的内部结构，如不锈钢； 方法二：用有机油、油漆等涂料和陶瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料在钢 铁的表面制造各种材质的保护层； 方法三：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
3.判断金属活动性的强弱
例3. 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组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
化学必修2第二章第二节化学能与电能
镍－镉碱性蓄电池 P38
新一代可充电的绿色 电池——锂离子电池 特点：高能电池，电 压高，质量轻，贮存 时间长等。 用途：电脑、手表、 心脏起搏器等。
氢氧燃料 电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、 氧化剂物质全部贮藏在电 池内，而是在工作时，不 断从外界输入，同时将电 极反应产物不断排出电池
二、发展中的化学电 源
普通锌锰电池 碱性电池
镍 镉 电 池 小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池
上图是锌－锰干电池
干电池
2、充电电池
铅蓄电池结构 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。 汽车用蓄电池 （1）铅蓄电池
锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池
减少污染
节约资源
感谢观赏
点击添加副标题
谢谢大家 祝同学们学习愉快！
202X
第二章化学反 应与能量
第二节 化学能与电能
授课教师：
一、化学能转化为电能
2001年我国发电量构成 图
火力发电厂能量转化：
化学能→热能→机械能→电能。
能否将化学能直接转化 为电能呢？
【实验2-4】
请将实验现象记录在课 本P38表中： Cu片有气泡产生 锌片溶解 电流表指针偏转 结论： 有电流产生
铜片
锌片
电流 表
现象
1、将化学能转变为 电能的装置叫原电池 原电池的电极 正极：发生氧化反应 负极：发生还原反应
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）
人教版必修2第二章第二节说课--原电池(共19张PPT)
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
二、说教学目标
1、知识与技能：
认识原电池的概念；
掌握原电池的工作原理和形成条件
2、过程与方法：
学生通过对原电池的学习，体验科学探究的过程，理解 科学探究的意义，初步养成科学探究的能力； 通过小组探究实验，培养学生动手能力和团结协作意识
3、情感、态度与价值观：
学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学 的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界 的奇妙与和谐；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午4时48分54秒下午4时48分16:48:5421.7.21
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
• 问题二：氢离子变成氢分子有时从哪里来 的呢？
• 问题三：根据电学知识中电子的流向，你 能判断装置的正负极吗？
4、设问探究、合作交流，归纳形成条件
Zn Cu
Fe Cu
Zn Zn
Fe
Cu
√A
√B
C
2019-2020学年人教版必修2 第2章第2节 化学能与电能(第2课时) 课件(51张)
2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，所以不符合题意，A 错误；酸性氢氧燃料
电池电极反应式为 2H2－4e－===4H＋、O2＋4H＋＋4e－===2H2O，碱性氢氧燃料电
池，电极反应式为 2H2－4e－＋4OH－=== 4H2O、O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以
符合题意，B 正确；铅蓄电池放电时负极电极反应为 Pb－2e－＋SO24－===PbSO4，
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第二章 化学反应与能量
3．特点： (1)一次电池，放电后___不__能_____充电。 (2)便于携带，价格低。 (3) 若 将 电 解 质 NH4Cl 换 成 湿 的 KOH ， 并 在 构 造 上 改 进 ， 可 以 制 成 __碱__性______锰电池。 点拨：现代生活中，应用更多的是碱性锌锰电池。
修 ②
能。
人 教 版
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第二章 化学反应与能量
3．实例
负极 正极 电解质
氢氧燃料电池
甲烷燃料电池
__氢__气______失电子
___甲__烷_____失电子
____氧__气____得电子
氢氧化钾或硫酸
点拨：燃料电池中通入氧气的电极为正极，通入可燃物的电极为负极。
·
化 学 必 修 ②
人 教 版
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必
修 ②
破仑大声宣布：“你为科学事业做出了伟大的业绩，我宣布授予你侯爵封号，
人 教
任命你为意大利王国的上议员。”
版
返回导航
·
第二章 化学反应与能量
拿破仑是识人才的，伏打的发明具有重大而深远的意义。戴维就用这种电源发 现了许多种元素，法拉第用它发现了电解定律，早期的电弧灯、电动机、电报 等新技术都是用它作为能源的，它对近代科学技术的发展有着巨大的促进作 用。
人教版化学必修二 第二章 第二节 第二课时 原电池(共18张PPT)
高中化学微课堂
原电池构成条件
四.原电池的构成条件
实验探究
A
Zn
Cu
① A
Zn
C
② A
Zn
Zn
H2SO4
H2SO4
原电池
①
H2SO4
②
电流表指针 区别 结论
偏转
偏转
不偏转
两极材料不同
有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极
四.原电池的构成条件 1.有两种活泼性不同的金属（或非金属）作电极
Fe(NO3)3
Fe-Ag
Fe(SO4)3
你知道了吗？
哈哈！化学也能解决医学问题？
燃烧 蒸汽
发动机
间接：化学能 热能 机械能
电能
直接： 装置 原电池
工 作 原 理
构
概成
念
条 件
原电池
⑤
偏转
不偏转
电极材料不同
结论 能自发地发生氧化还原反应
四.原电池的构成条件 1.有两种活泼性不同的金属（或非金属）作电极 2.电极材料均插入电解质溶液中 3.能自发地发生氧化还原反应
实验探究
A
Zn
Cu
Zn
A Cu
⑥
H2SO4
H2SO4
H2SO4
电流表指针 区别
原电池
⑥组
偏转
不偏转
容器不同
结论
实验探究
A
Zn
Cu
③ A
Zn
Cu
④ A
Zn
Cu
H2SO4
电流表指针 区别 结论
HCl
酒精
原电池 偏转
③ 偏转
高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》课件
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发 生 氧化反应。 可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生 还原 反应。 可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极， 负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极， 正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指 针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原 电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料 与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项 中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原 电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列 叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的 属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可 以是两种不同 属，也可以是一种 属、一种非 属。b错，原电池中正极上 发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负 极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向 负极移动。
发展中的化学电源第2课时
-1- -2-《必修Ⅱ第2章第2节 化学能与电能》（第2课时）【课标要求】1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
3.能正确书写简单化学电源的电极反应式 .【重点难点】1.常见的原电池及电极反应方程式的书写2. 通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。
【新课导学】1、原电池中负极 电子发生 反应，正极 电子发生 反应，故原电池可将 反应和 反应分别在两个不同的区域进行，电子从原电池的 极流出，经导线流向 极，电子的定向移动就产生了 。
2、(1)将铜片和锌片用导线连接后插入到稀硫酸中的装置称为铜锌原电池。
请写出铜锌原电池中两极上发生反应的方程式：负极______________________,正极_____________________。
(2)某同学进行如图所示的铜锌原电池实验：①从理论上讲,应该能预期看到的现象是________________________ 。
②实验过程中，观察到锌极上有少量气泡逸出，铜极上有大量气泡逸出,请解释 原因______________________________________________。
(1)锌锰干电池是以锌筒为__ 极，石墨棒为___极，在石墨棒周围填充糊状的MnO 2和NH 4Cl 作 。
(2)锌锰电池是一次性电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是 的。
负极发生的电极反应为 , 正极发生的电极反应为2MnO 2＋2NH ＋4＋2e －== Mn 2O 3＋2NH 3↑＋H 2O 。
(3)锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的 。
改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成 电池；②将电池内的电解质NH 4Cl 换成湿的KOH ，并在构造上进行改进，制成 性锌锰电池。
2．充电电池(1)充电电池又称二次电池。
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C、 Li是负极，电极反应为MnO2 + e- = MnO2 – D、 Li是负极，电极反应为Li －2e- = Li2+
3．下列化学电池不易造成环境污染的是 A
A．氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池
D．铅蓄电池
4：1969年美国“阿波罗11号”登月 成功。飞船上使用的氢氧燃料电池 是一种新型的化学电池，其构造如 a b 图示：两个电极均由多孔性碳制成， 通入的气体由孔隙逸出，并在电极 表面放电。
PbO2 + 2e-+ 4H+ + SO42- ＝ PbSO4 + 2H2O
电解质：H2SO4
放电
总反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O
充电
2）镍镉充电电池：
镍
镉
电
负极： Cd
池
正极： NiO(OH)
电解质：KOH
优缺点：具有残留性记忆，可重复使用500次以上，体积小；
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金
属如锌、铅、镉、汞、锰等。
据专家测试，一节纽扣电池
能污染60万升水；一节一号
电池烂在地里，能使一平方
米的土地失去利用价值。若
将废旧电池混入生活垃圾一
起填埋，渗出的重金属物质
就会渗透土壤、污染地下水，
进而进入鱼类、Biblioteka 作物等，破坏人类的生存环境，间接
威胁到人类的健康，有的还
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的
电解质 NH4Cl 换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。
负极：Zn +OH- – 2e- == Zn(OH)2
优点：能量储存时间有所提高，不易泄露
▪ 碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。
2、充电电池（二次电池）
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
1、a是 负 极，
b是 正 极
H2O
2、外电路电子流向：a→b H2
O2
KOH溶液
5.已知空气-锌电池的电极反应为：
锌片：Zn+2OH- -2e- =ZnO+H2O 石墨：O2+2H2O+4e- =4OH- 根据此判断，锌片是( A)。
A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原
C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原
用途：现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手 表、心脏起搏器等低功耗电器的主流。
笔记本电脑专用电池
3、燃料电池——高效、环境友好的化学电池
1）H2和O2的燃料电池 2）CH4和O2的燃料电池
理论转化率：85%~~90% 实际转化率：40%~~60%
小型高性能燃料 电池
氢氧燃料电池工作原理：
电解质为酸性： 负极H2：2H2-4e- =4H+ 正极O2：O2+4H+ +4e- =2H2O 电解质为碱性： 负极H2： 2H2-4e-+4OH- =4H2O 正极O2：O2+4e-+2H2O=4OH总反应：2H2 + O2 =2H2 O
➢ 与其它电池区别：反应物不是储存在电池内。
用途：航天、军事通讯、电视中继站等领域
甲烷燃料电池
电解质为碱性时 负极:CH4+10OH- -8e-=CO3 2-+7H2O 正极:2O2+8e-+4H2O=8OH总反应方程式为:
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
电解质为酸性时
负极:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 正极:2O2+8e-+8H+=4H2O 总反应方程式 为:2O2+CH4=2H2O+CO2
6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放
电过程可以表示为
充电
2Ag+Zn(OH) 放电
2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，
负极上发生反应的物质是( )
D
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O D.Zn
7．对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中， 当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极 变化是( )。A ①锌片溶解了32.5 g②锌片增重32.5 g③铜片 上析出l g H2 ④铜片上析出1 mol H2
能致癌。所以我们不要乱扔
电池，要及时回收。
1．下列有关电池叙述正确的是 D A．水果电池是高效环保的家用电池 B．锌锰干电池是一种常用的二次电池 C．锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极 D．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄
2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受 到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电 池的总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是 （ B） A、 Li是正极，电极反应为Li － e- = Li+
自主学习
1、锌锰干电池的正极、负极以及电解质？
（为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内
的电解质 换成湿的 ，制成了
电池）
2、充电电池都有哪些？
3、燃料电池有哪些？
常见的化学电池
1.干电池(一次性电池)
(1)锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2.
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
13、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入 丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆 (ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2— 。下列对该
但镉有致癌作用,如不回收，会产生严重污染
应用：
广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、 电动剃须刀等
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
发展中的电池
锂电池（有机溶剂电解液） 负极：Li - e- = Li+ 正极总：：LLi+i+M+ nMOn2O=L2+iMe-n=OM2nO2-
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。 锂电池是新一代可充电的绿色电池。
电极方程式： 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 正极(C)： 2NH4+ + 2e-= 2NH3+H2
缺点：使用寿命短，易泄露
P42【思考与交流】 为什么锌锰干电池放置过久会失效？
锌-锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解， 锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来，对 电器腐蚀。
为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒，制成防 漏电池。
放电
化学能
电能
充电
手机专用电池
摄 像 机 专 用 电 池 笔记本电脑专用电池
（1）铅蓄电池
特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可
再次充电使用。
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅 蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生 活等领域。
铅蓄电池
负极：（Pb) Pb - 2 e-+ SO42-＝PbSO4 正极：(PbO2)