高中化学_化学能与电能的转化教学课件设计

Zn-2e-=Zn2+
Zn2+ H+
SO42-
2H+ +2e-=H2
思考:构成原电池的 条件有哪些呢？
电流方向
实验探究形成原电池的条件
形成条件一：活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
实验探究形成原电池的条件
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
实验探究形成原电池的条件
原电池工作原理：
失e，沿导线传递，有电流产生
负极
正极
阳离子 电解质溶液 阳离子
知识联想
请判断以下装置是否可以形成原电池？
A
B
C
D
判断
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 式和总反应式。
① Cu
Fe
(×)
CuSO4溶液
② Zn
Ag
(∨)
CuSO4溶液
问题探究
2.你知道原电池的工作原理吗？ 能不能写出在两个电极上的离子反 应方程式？
原电池的工作原理：氧化还原反应
、
锌片： Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应） 铜片： 2H++2e－＝H2↑（还原反应）
锌铜原电池原理
电极 材料
电极反应
反应类型
原电池的 电极
Zn片 Zn－2e-＝ Zn2+
氧化 负极
(离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
装置中还思电原考剂流:失方化去向学的、能是如经何外转电变路 成电能的呢流？入铜极.
正负电电极子从、锌电极子流流 动方向出、电极上的
反应情况分析负极
正极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应
实验(4）实验现象：铜片上有无色气体产生， 锌片无明显现象，电流计发生偏转。
实验结论： H+在铜片上得到电子被还原成氢气， 说明有电子从锌片流入到铜片。
你的猜想是否正确？
原电池
定义:把化学能转变为电能的装置。
问题探究
1、你能找到原电池的正负极吗? 这一原电池在工作时的电流流动 方向是怎样的？
电子由锌片经导线流向铜片，电流由铜 片流出，从锌片流入。
实验现象
实验结论
实验(1） 锌片上有无色气体产生。 2H++Zn=Zn2++H2
实验（2) 铜片上没有明显现象， 铜片与稀硫酸不反应
铜片上没有明显现象， 铜片与稀硫酸不反应
实验(3） 锌片上有无色气体产生。 2H++Zn=Zn2++H2
铜片上有无色气体产生， ？.
实验(4） 锌片无明显现象。
问题探究
③ Zn
C石墨
(×)
CCl4纯液体
④ Fe
Fe
(×)
稀盐酸
例题：
把A、B、C、D 4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，D上产生大量气泡；
A＞B
A、C相连时，电流由C经导线流向A； B、D相连时，电子由D经导线流向B，
C＞D
A＞C D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（②）
负极： Zn－2e- ＝Zn2+
④
正极： 2H++2e- ＝H2↑
(∨)
总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e - ＝Fe2+
⑤
正极： Cu2++2e- ＝Cu
(∨)
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
２.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
❖ (3) 铜不与酸反应，锌失去电子，电子转移到铜的表 面，H+在铜表面得到电子产生H2
思考与交流：
如何验证你的假设是否成立？请设计出你的实验案。 方案一：称量实验前后铜片或锌片的质量(暂不可行) ❖方案二：观察溶液的颜色，看有无Cu2+生成.
方案三:实验（4)：将Zn片,Cu片用 一导线连接导线间接一电流计再浸 在H2SO4溶液中，有什么现象？
反应
Cu片
电池总 反应
2H+ + 2e-＝ 还原
H2↑
反应
Zn+2H+＝
Zn2++H2↑
正极
化学能转化为电能
1.原电池： 将化学能转化成电能的装置
原电池的原理：氧化还原反应
2.电极反应
负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑ （还原反应）
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
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。其活动顺序为：（B ）
Ａ. ＤＣＡＢ
① A＞B＞C＞D ② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D ④ B＞A＞C＞D
1 判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请
试 一
说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出 电极反应式.
试①
②
(×)
(×)
负极： Zn－2e-＝Zn2+
③
正极： 2H++2e-＝H2↑
(∨)
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
演示探究
⑴将Zn片插入H2SO4溶液 中有什么现象？为什么？ ⑵将Cu片插入H2SO4溶液中 有什么现象？为什么？
⑶将一Zn片和Cu片平行插入 H为2什SO么4溶？液中，有什么现象？
⑷把一块Zn片和Cu片分别放 入H2SO4溶液中, 并将铜片和 锌片重叠1/3,观察实验现象并 记录.
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Zn Cu
H2SO4
形成条件三：必须形成闭合回路
实验探究形成原电池的条件
形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应
原电池的形成条件
(1)有活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属，石墨等 (2)两电极都接触电解质溶液 （3）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路 “电子线上走，离子水中游”, “上联下通”. ( 4 )在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。
原电池
复习回顾
❖ 1,请完成下面反应方程式，用双箭桥标出电 子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂， 并写出离子方程式。
❖ Zn +2HCl == ZnCl2 + H2
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2
思考
❖ 1.电子的定向移动形成电流，我们能否在氧 化剂与还原剂之间架设桥梁，将电子移动过 程中产生的电流利用起来？本节课我们就来 进行探究。
❖ 讨论：为什么两条接触后会在铜条表面产生大量气 泡而不是在锌条的表面产生？既然铜片上产生了气 体 的？(H2)，哪么H+得到的电子是铜失去的还是锌失去
❖ 猜想与假设： ❖ (1) 铜不与稀硫酸反应，但在锌的作用下与酸反
应失去电子Cu-2e=Cu2+
❖ (2) 在锌的作用下铜和锌均与稀硫酸反应失去电子： Cu-2e=Cu2+; Zn-2e=Zn2+