化学能转化为电能课堂讲义

化学能转化为电能
一、化学能转化为电能的途径
1. 间接转化：化学能——→热能——→机械能——→电能
2. 直接转化：化学能——————→电能
[思考]：化学能转化为电能有间接转化和直接转化两种方式，间接转化的缺点有哪些？
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念：将转化为的装置
2.形成原电池的条件：
(1) ；(2) ；
(3) ； (4) ；
3.原电池工作原理(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转移给氧化剂。

阴阳离子在中定向移动。

[练习1]:如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（）
[练习2]:下列烧杯中盛的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是（）
[练习3]:某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是 ( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
[练习4]:将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
[思考]：你是如何判定装置的正、负极？
正极：（材料）；（电子流向）；
（反应类型）；（价态变化）；
负极：（材料）；（电子流向）；
（反应类型）；（价态变化）；
[练习]:关于原电池的叙述中正确的是 ( ) A．构成原电池的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．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成
D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原
原电池反应的实质是。

4.电极反应的特点和电极反应式书写：（锌-铜原电池）
正极：；特点：还原反应，价降低，得到电子
负极：；特点：氧化反应，价升高，失去电子
总反应方程式：2H++Zn = Zn2+ + H
2
↑
特点：得失电子守恒（）
[思考]：根据前面所学的知识，我们知道Zn失去的电子给了Cu，好像Zn表面应该没有气泡的嘛。

为什么在铜锌原电池实验中Zn表面也冒气泡呢？
提示：。

三、原电池原理的应用
a、加快氧化还原反应的速率
注意：除化学反应的外界影响因素外，原电池也加快反应速率。

[思考]：实验室制氢气时，为什么选用粗锌与稀硫酸反应，而不是纯锌？
[练习]:将下列措施不能加快锌与稀硫酸反应的速度的是（）
A.升高稀硫酸溶液的温度
B. 用锌粉替代锌粒
C.用相同浓度的稀盐酸代替稀硫酸
D.用浓硫酸代替稀硫酸与锌反应
E.在反应体系中加几片铜片
F.再加等体积相同浓度的稀硫酸
B、金属腐蚀
1、化学腐蚀：金属与化学物质，发生氧化还原反应而被氧化
2、电化学腐蚀：金属与电解质溶液接触，发生原电池反应而被氧化
（钢铁的电化腐蚀的过程及原理）
负极：；
正极：；
总反应方程式：；
进一步氧化：；
脱水生成铁锈：2Fe(OH)
3==Fe
2
O
3
.xH
2
O+(3-x)H
2
O
c、比较金属的活动性强弱
注意：原电池中，一般活泼性强的金属为，活泼性相对较弱的金属为。

[练习1]: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 ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b > d D．b > d > c > a
[练习2]:下列事实不能说明Al的金属活泼性比Cu强的是 ( ) A．常温下将铝投入CuSO
4
溶液中
B．常温下将铁钉浸入铝盐和铜盐的混合溶液中
C．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中
D．常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中
E．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中
[练习3]:Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种金属，将Ａ和Ｂ用导线连接起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。

将Ａ、Ｄ分别放入等浓度盐酸中，Ｄ比Ａ反应剧烈。

将Ｃｕ浸入Ｂ的盐溶液中无明显变化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的盐溶液中，有金属Ｃ析出。

其活动性由强到弱的顺序为：Ａ、ＤＣＡＢＢ、ＤＡＢＣ（）Ｃ、ＤＢＡＣＤ、ＢＡＤＣ
d、设计原电池
如利用 Cu+2FeCl
3= CuCl
2
+2FeCl
2
的氧化还原反应设计原电池
负极：：；
正极：：；
[练习1]:一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+==Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是
（）
[小窍门]：怎样书写原电池的电极反应式和总反应式？
书写步骤：
（1）写出原电池总反应，根据电解质溶液改写原电池的电极反应；（电解质参与反应）（2）写出负极的电极反应式：活泼金属作负极时，本身被氧化：
①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金属阳离子，
如：Zn－2e－=Zn2＋。

②若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“阳离子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。

如：Mg—Al(KOH)原电池，负极反应式为：Al-3e-＋4OH-===AlO
2 - ＋2H
2
O；
（3）由燃料电池总反应减去负极的电极反应式得正极的电极反应式。

[练习1]:将氧化还原反应：2Al+2NaOH+2H
2O=2NaAlO
2
+3H
2
￪，以石墨和Al为电极材料，设
计成一个原电池；回答下列问题
1、电解液：。

2、电极材料：正极，负极。

3、电极反应式：
负极: ；
正极: 。

[练习2]:科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧和Zn2+进行工作。

总反应为：2Zn+O
2+2H
2
O==2Zn(OH)
2
；回答下列问题
（1）负极材料是；电极反应式是；（2）正极材料是；电极反应式是；。