人教版必修二化学能与电能 PPT

酒精
Cu
Zn
H2SO4溶液
Ag H2SO4溶液
Zn ZnSO4溶液
Cu
CuSO4溶液 Fe
Zn
Cu
盐桥
ZnSO4溶液 Cu
大家好
CuSO4溶液
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解决问题二：病 例 分 析
大家好
16
病例分析
大家好
17
病例分析
大家好
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你能为她开一个药方吗？
大家好
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解决问题三：
已知Cu + 2Fe3+ == Cu2+ 2Fe2+,根据此反应 原理，你能制做一个原电池吗？先画出装置图， 并写出电极名称和电极反应，再实际操作连接。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学 物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
大家好
7
一、原电池的基本知识
实验步骤
现象
结论
①
思考：Zn片 产生吗？
电子，
电子，此过程中有电流
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8
② ③
④
思考：铜表面有H2产生，能说明此时铜与H+发生了反应
吗？如何解释？
大家好
9
【实验二】
得 2H+ +2e—==H2↑ 还原 反应
负极 正极
大家好
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思考与探究：构成原电池的一般条件
1、将Fe片、Cu片用导线连接后插入稀H2SO4中有气 泡产生吗？理论上H2在哪种金属表面析出？
2、将Zn片、Cu片用导线连接后插入CuSO4溶液中能 产生电流吗？锌表面有铜析出吗？
3、将Zn片、Fe片分别插入稀H2SO4中表面都有气泡产 生，若用导线连接后同时插入硫酸中，理论上表面是 否还都有气泡产生？
大家好
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空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再 生氢氧燃料电池（RFC）， RFC是一种将水电 解技术与氢氧燃料电池相结合的可充放电池， 下图为RFC工作原理示意图。
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思考
利用Biblioteka BaiduCO
+
点燃
O2 ==
2CO2，在NaOH
作为电解质时构成燃料电池，你能写出
其电极反应吗？
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最早使用的充电电池是铅蓄电池，已 知总反应为：
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下列装置是否能构成原电池？若能，请判断原电 池的正、负极，并写出电极反应。
乙醇
Fe
Ag
稀HCl
Cu
C
FeCl3溶液
Zn
Cu
CuSO4溶液
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例题：
有A、B、C、D四种金属分别浸入稀 H2SO4中，A、B产生气泡缓慢而C、D产 生气泡较激烈；把A、B两种金属用导线 连接后浸入稀H2SO4中，气泡从A金属表 面析出，把C、D两种金属用导线连接后 浸入稀H2SO4中组成原电池，电流由 C→D，根据实验现象，可知A、B、C、 D四种金属的活动性顺序。
4、将Zn片、碳棒用导线连接后同时插入稀H2SO4中， 能产生电流吗？
大家好
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思考与探究：构成原电池的一般条件
5、将Fe片、Cu片用导线连接后同时插入NaCl中，能 产生电流吗？
6、将Fe片、Cu片用导线连接后同时插入乙醇中，能 产生电流吗？
7、将Fe片、Cu片用导线连接后同时插入同一个苹果 中，能产生电流吗？
D＞C＞B＞大家好A
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（3）原电池正、负极的判断
①根据电极材料判断
活泼的金属
负极
活泼性较弱的金属
非金属
正极
金属氧化物
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（3）原电池正、负极的判断
②根据电极现象判断
不断溶解，质量减少
负极
气体产生 质量增加 正极 质量不变
大家好
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（3）原电池正、负极的判断
③根据外电路电子流动方向判断
负极 正极
练习2：汽车的启动电源常用铅蓄电池，其 放电时的原电池反应如下： Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4 + 2H2O，根据反应 判断，下列叙述正确的是 （ C ）
• Pb是正极
• PbO2得电子，被氧化
• 负极反应是Pb + SO42- —2e- == PbSO4
A. 电池放电时，溶液大家的好 酸性增强
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练习：
纽扣式银锌电池，负极是Zn，正极是 Ag2O，电解质是KOH，它的总反应是： Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag；请写出电极 反应。
大家好
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思考
已知H2在O2中燃烧，放出大量热， 是一种高能无污染的燃料，但是，你知 道吗，这其中化学能转化为热能的转化 率只有不到30%，太浪费了，这也是一 个自发进行的氧化还原反应，如何把它 设计成原电池？
Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4 + 2H2O （电解液为H2SO4溶液）
请问，它的正负极材料分别是？电极 反应分别是？
思考：铅蓄电池在工作时，若转移了1mol 电子，
则消耗多少mol H2SO4？你认为铅蓄电池在放电 一段时间后，是需补充硫酸，还是补充水？
大家好
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练习1：作业（二） 10
➢在导线中间接入一个电流表，观察电流表的 指针是否偏转?
A
[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]：导线中有大家电好 流通过
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b、电极名称和电极反应
电极 现象 材料
电子 电极反应 得失
反应类 电极
型
名称
Zn片 Zn片 溶解
不溶解， Cu片 但表面有
气泡
失 Zn -2e—==Zn2+ 氧化 反应
大家好
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思考：要想克服火力发电中能量转化效率低这 个缺点，我们应该怎么做才能使化学能→电能？
（看书P40最后一段）
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要 经过一系列能量转换才能转换为电能。
2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在 两个不同区域进行。
3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化 剂区域流向还原剂区域。
大家好
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思考与探究：
3、将Mg条、Al片用导线连接后插入稀H2SO4中，能 产生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？判断出正、 负极，并写出电极反应。
4、将Mg条、Al片用导线连接后插入NaOH溶液中，能 产生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？负极材料是 什么？
5、①将Zn放入盐酸中；②将Zn与Cu相触后再插入同 浓度的盐酸中（始终保持Zn与Cu接触）；两种情况下， 锌溶解的速率相同吗？
中的电极和电极反应。大家好
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结束
大家好
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大家好
1
思考：使用电器都需要电能。请问电能是直接从 自然界取得的“一次能源”？还是属于是一次能 源经过加工、转换得到的“二次能源”？
大家好
2
我们先看看在日常生活、工业生产中处处 都离不开的电能是怎么来的？
大家好
3
二、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧
化学能
热能
蒸大家汽好
机械能 发电机 电4能
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练习3：锂电池是一代新型高能电池，它以质量 轻、能量高受到了普遍重视，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（ ） • Li是正极，电池反应为Li - e- ==Li+
• Li是负极，电池反应为Li - e- ==Li+
• MnO2是负极，电极反应为MnO2+e==MnO2-
e-
④强电调极：反任应何本一身个自发进行的氧化还原反应
都负可极以—用—失来电做子成—原—电氧池化。反应
总反应一定 是一个可以
自发进行的
正极——得电子——还原反应 大家好
氧化还原反25
思考与探究：
1、将Al片、石墨用导线连接后插入稀盐酸中，能产生 电流吗？判断出正、负极，并写出电极反应。
2、将Al片、石墨用导线连接后插入NaOH溶液中，能 产生电流吗？判断出正、负极，并写出电极反应。
大家好
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思考与探究：构成原电池的一般条件
（2）构成原电池的一般条件
金属—金属’ a、两个活动性不同的电极 金属—非金属
金属—金属氧化物
b、电解质溶液： 可溶性酸、碱、盐
外电路：自由电子 c、电极间构成闭合回路：
内电路：自由离子
常用的惰性电极：Pt、石墨大家棒好 （或碳棒）
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解决问题一：下列装置是否能构成原电池？
• Li是负极，电池反应为Li - 2e- ==Li2+
大家好
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练习4：钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，是 由于钢铁在潮湿的空气中表面会形成水膜 （水雾），水膜中又溶解有来自大气中的 CO2、SO2、H2S等气体，使水膜中含有一 定量的H+。
电解质溶液（含有H+而显 酸性） C
Fe
请写出钢铁因形成原电池而发生腐蚀，其
火力发电优点: a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便. 火力发电缺点:
a.排出大量的温室效应气体.
b.有废气可能导致酸雨
c.废料废水
d.储量有限
e.能量转换效率大家低好
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象火力发电这种化学能转化为电能的方法， 首先是把煤燃烧，发生氧化还原反应，氧化还 原反应的本质是氧化剂与还原剂之间有电子转 移（包括电子的得失和共用电子对的偏移）， 电子的转移必然引起化学键的断裂和重组，这 时一定伴随着热量的变化，然后我们再把这些 能量用于产生机械能，再转化为电能，能量经 过多次的转化，必然有一定的损失、或者人们 对它的利用率不高。