化学能转化成电能新课件精.ppt

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1、化学能转化成电能新课件第1页，本讲稿共37页第2页，本讲稿共37页你知道吗?第3页，本讲稿共37页第4页，本讲稿共37页探究实验一：探究实验一：实验现象实验现象结论结论实验实验1实验实验2实验实验3实验实验4锌片表面有气泡锌片表面有气泡铜片表面无气泡铜片表面无气泡同上同上铜片表面有气泡铜片表面有气泡电流计指针偏转电流计指针偏转Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2CuCu不与稀不与稀H H2 2SOSO4 4反应反应同上同上外电路有电流形成外电路有电流形成?第5页，本讲稿共37页一、原电池一、原电池问题探究：探究：你了解原你了解原电池的正池的正负极和工作原理极和工作原理吗?1

2、1、定义、定义:把把化学能化学能转变为转变为电能电能的装置。的装置。第6页，本讲稿共37页e-e-e-e-铜片铜片锌片锌片第7页，本讲稿共37页铜片铜片锌片锌片第8页，本讲稿共37页e-e-e-e-铜片铜片锌片锌片第9页，本讲稿共37页e-e-e-e-铜片铜片锌片锌片第10页，本讲稿共37页e-e-e-e-铜片铜片锌片锌片第11页，本讲稿共37页电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离子2、原电池工作原理：、原电池工作原理：第12页，本讲稿共37页电极电极材料材料原电池原电池的电极的电极电极反应电极反应反应类型反应类型

3、ZnZn片片CuCu片片电池总电池总反应反应氧化氧化反应反应ZnZn2e2e-Zn Zn2+2+2H2H+2e+2e-H H2 2负极负极正极正极Zn+2HZn+2H+ZnZn2+2+H+H2 2锌锌铜铜原原电电池池工工作作原原理理还原还原反应反应氧化还原反应氧化还原反应第13页，本讲稿共37页探究实验二：探究原电池形成的条件探究实验二：探究原电池形成的条件序序号号材料组合材料组合原电池能原电池能否构成否构成正极正极 负极负极1Zn、H2SO4、C2Zn、H2SO4、Zn3Zn、H2SO4、塑料棒、塑料棒4Fe、H2SO4、Cu5Zn、乙醇、乙醇、CuCZnCuFee-e-e-e-铜铜片片锌锌

4、片片第14页，本讲稿共37页 3 3、原电池的构成条件、原电池的构成条件通常情况下：通常情况下：两种活泼性两种活泼性不同不同的金属（或一种金属和另一的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极；种非金属导体）构成电极；电解质溶液；电解质溶液；电极用导线相连构成闭合回路电极用导线相连构成闭合回路；要有能要有能自发自发进行的进行的氧化还原反应氧化还原反应：第15页，本讲稿共37页试试一一试试1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，、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，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2

5、e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2第16页，本讲稿共37页()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu第17页，本讲稿共37页2、X、Y、Z都都是是金金属属，把把X浸浸入入Z的的硝硝酸酸盐盐溶溶液液中中，X的的表表面面有有Z析析出出，X与与Y组组成成原原电电池池时时，Y是是电电池池的的负负极极。X、Y、Z三三种种金金属属的的活活动性顺序为动性顺序为()A XYZ B XZY C YXZ

6、D YZXC C3 3、下下列列方方程程式式能能设设计计成成原原电电池池吗吗?若若能能，判判断断 原原电池的正负极。电池的正负极。Fe+Cu Fe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu 2NaOH+H 2NaOH+H2 2S0S04 4=Na=Na2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O第18页，本讲稿共37页本节要点本节要点:1，原电池概念。，原电池概念。2，构成原电池的条件。，构成原电池的条件。3，原电池的正负极和电子流向判断。，原电池的正负极和电子流向判断。4，原电池的工作原理。，原电池的工作原理。小小 结结第19页，本讲稿共37页二、二、原电池原理的应用：原电池原理的应用：1

7、 1、研制分析化学电源；、研制分析化学电源；2 2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率 3 3、寻找钢铁防腐蚀的方法、寻找钢铁防腐蚀的方法4、原电池的设计、原电池的设计阅读教材阅读教材41页页资料卡资料卡分析钢铁电化学腐蚀分析钢铁电化学腐蚀的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。5、判断金属的活泼性、判断金属的活泼性第20页，本讲稿共37页钢铁的吸氧腐蚀原理：在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的原电池。负极：(Fe)2Fe-4e=2Fe2+正极：(C)2H2O+O2+4e=4OHFe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)

8、2 +2H2O+O2 =4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl第21页，本讲稿共37页钢铁的防腐蚀：钢铁的防腐蚀：（1 1）覆盖保护层；）覆盖保护层；（2 2）改变金属内部结构；）改变金属内部结构；（3 3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；（4 4）钢铁连接电源负极。）钢铁连接电源负极。第22页，本讲稿共37页电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触，发不纯的金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。子而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。钢铁的腐蚀

9、钢铁的腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀第23页，本讲稿共37页 原电池的设计原电池的设计（1）请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：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。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.硫酸铜溶液硫酸铜溶液铜铜铁铁Fe2e-Fe2+Cu2+2e-Cu第24页，本讲稿共37页原电池的设计原电池的设计（2）将氧化还原反应：将氧化还原反应：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：

10、、电解液：。2、电极材、电极材料：料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式：负极负极:.正极正极:.氯化铁溶液氯化铁溶液碳碳铜铜Cu-2e-Cu2+2Fe3+2e-2Fe2+第25页，本讲稿共37页课本课本 P P46 46 第第1 1题题第26页，本讲稿共37页第27页，本讲稿共37页第28页，本讲稿共37页化学电源化学电源（1）一次电池（如干电池）一次电池（如干电池）:用过后不能复原用过后不能复原（2）二次电池（如蓄电池）二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用充电后能继续使用（3）燃料电池）燃料电池（4）海水电池）海水电池 第29页，本讲稿共37页负极（锌筒）：负极（锌筒）：

11、Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O干电池Zn-Mn普通普通干电池干电池（1）一次电池第30页，本讲稿共37页银锌电池银锌电池钮扣电池钮扣电池该电池使用寿命较长，广泛该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和和Zn，电解质为电解质为KOH溶液。发生反应后生成溶液。发生反应后生成Ag和和ZnO,其电极反其电极反应式为：应式为：负极：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：正

12、极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌银锌纽纽扣扣电电池池总反应式为：总反应式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag（2）二次电池第31页，本讲稿共37页铅蓄电池铅蓄电池（1）电极材料及原料）电极材料及原料（2）电解质溶液）电解质溶液（3）电极反应式：）电极反应式：正极：正极：PbO2负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极（负极（Pb）:Pb-2e-+SO4 2-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：第32页，本讲稿共37页 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电

13、能的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换能量转换器器”优点：优点：效率高、无污染，装置可持续使用效率高、无污染，装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮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，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同时将电极反应产物不断排出电池 （3）新型燃料电池）新型燃料电池演示探究演示探究教材教材4242页页第33页，本讲稿共37页燃料电池燃料电池负极：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：总反应：O2+2H2=2H2

14、O常常见的燃料的燃料电池有池有氢氧燃料氧燃料电池、甲池、甲烷燃料燃料电池、池、铝-空空气燃料气燃料电池、熔融池、熔融盐燃料燃料电池等。池等。如图电池反应如图电池反应第34页，本讲稿共37页怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤书写步骤：（：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；总反应；（2）写出正极的电极反应式）写出正极的电极反应式(一般较简单一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。极反应式。正极反应一般为正极反应

15、一般为酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH-第35页，本讲稿共37页CH4、O2、KOH组成的燃料电池组成的燃料电池1.燃烧总化学反应燃烧总化学反应：CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反应：燃料电池总反应：3.正极：正极：4.负极：负极：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e=8OH-CH4+10OH-8e=CO32-+7H2O第36页，本讲稿共37页（4）海水电池）海水电池1991年，我国首创以年，我国首创以铝铝-空气空气-海水海水为能源的新型电为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比这种海水电池的能量比“干电池干电池”高高2050倍。电极倍。电极反应式为：反应式为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：4Al-12e-=4Al 3+3O2+6H2O+12e-=12 OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3第37页，本讲稿共37页