《61 第一节 化学反应与电能》课件.pptx

1、1.一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量,能量转化过程中要遵循能量守恒定律。2.化学能是能量的一种形式,你知道化学能的转化形式有热能、光能、电能等。3.氧化还原反应中氧化剂得到电子,化合价降低,发生还原反应;还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应。4.氧化还原反应的本质是电子的转移。写出锌和稀硫酸反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目:水电站水电站一次能源一次能源：直接从自然界直接从自然界取得取得的能源称为的能源称为一次能源一次能源能源能源水能风能石油天然气原煤火电站火电站二次能源二次能源：一次能源经加工、转换得到的能源称为一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源二次能

2、源电能蒸汽16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图我国化石燃料和水电能源消耗构成图 二、二、化学能转化为电能化学能转化为电能1.1.化学能间接转化为电能化学能间接转化为电能2.2.关键关键燃烧燃烧(氧化还原反应氧化还原反应)估计在2050年火电仍居首位 火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？2001年我国发电总量构成图 火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热热,加热水加热水,形成高温高压过热蒸汽形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功中不断膨胀

3、做功,冲击汽轮机转子高速旋转冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子带动发电机转子(电电磁场磁场)旋转旋转,定子线圈切割磁感线定子线圈切割磁感线,发出电能。发出电能。(1)(1)火力发电存在几种形式的能量转化火力发电存在几种形式的能量转化?提示提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能能3 3种形式。种形式。(2)(2)试分析火力发电有哪些弊端试分析火力发电有哪些弊端?提示提示:使用的化石燃料属于不可再生资源使用的化石燃料属于不可再生资源;化石燃料的燃烧会化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体产生大量的有害气体(如如SOSO2 2、C

4、OCO等等)及粉尘及粉尘,污染环境污染环境;能量经能量经过多次转化过多次转化,能量利用率低。能量利用率低。化石燃料燃烧化石燃料燃烧 推动蒸汽机推动蒸汽机 加热水蒸气加热水蒸气 带动发电机带动发电机 化石燃料化学能燃烧热能蒸汽机械能发电机电能火力发电的化学深层本质分析火力发电的化学深层本质分析燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电火力发电将化学能经一系列能量转化为电能将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程过程关键关键本质本质本质本质引起引起火电厂存存在在的的主主要要优优缺

5、缺点点排出大量温室气体排出大量温室气体排出废气（排出废气（SOSO2 2），可能导致酸雨），可能导致酸雨产生废渣、废液产生废渣、废液能量转化效率低能量转化效率低缺点：煤炭是有限的不可再生资源缺点：煤炭是有限的不可再生资源优点：廉价、方便、资源丰富优点：廉价、方便、资源丰富思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？a、改进火力发电b、研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。思考与交流：思考与交流：在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需

6、要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池各类电池各类电池纽扣电池纽扣电池三三.化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能原电池原电池(1)(1)实验实验实验装置实验装置实验现象实验现象实验结论实验结论 _锌与稀硫酸锌与稀硫酸_,_,铜与稀硫酸铜与稀硫酸_锌片上有气泡锌片上有气泡,铜片上无气泡铜片上无气泡反应反应不反应不反应实验装置实验装置实验现象实验现象实验结论实验结论 _产生产生H H2 2(还原反应还原反应)的位置发生了改变的位置发生了改变 _该装置将该装置将_转化为转化为_锌片上无气泡锌片上无气泡

7、,铜片上有气泡铜片上有气泡锌片上无气泡锌片上无气泡,铜片上有气泡铜片上有气泡,电流表指针偏转电流表指针偏转化学能化学能电能电能现象现象铜片铜片锌片锌片电流表电流表Zn片表面没有气泡产生，锌片溶解Cu片有气泡产生电流表指针偏转结论：有电流产生，装置中化学能转化为电能 实验探究实验探究请将实验现象记录在课本P41表中：2 2、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做原电池。、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做原电池。学与问：学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子时怎样流动的吗？根据所了解的电学知识，你知道电子时怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？如何判定装置的正负极？从能量转变看：原电池是将从

8、能量转变看：原电池是将 能转变为能转变为 的装置。的装置。从化学反应看，原电池的原理是从化学反应看，原电池的原理是 中中失去的电子经过导线传递给失去的电子经过导线传递给 ，使氧化还原反应分别，使氧化还原反应分别在在 上进行。上进行。化学 电能 氧化还原反应 还原剂 氧化剂 两个电极 实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极材料活泼性不同的两个电极材料负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极材料需插进电解质溶液中；形成条件二：电极材料需插进电

9、解质溶液中；实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）注意注意:没有氧化还原反应没有氧化还原反应,就不可能有原电池就不可能有原电池,换句话说常温下能自换句话说常温下能自发进行的发进行的氧化还原反应氧化还原反应,理论上都可以设计成原电池理论上都可以设计成原电池有两种有两种活动性不同的金属活动性不同的金属有有电解质电解质溶液；溶液；构成构成闭合电路闭合电路；能自发进行的氧化还原反应能自发进行的氧化还原反应即：两极一液一连环，负极氧化正极还即：两极一液一连环，负极氧化正极

10、还或或一种金属一种金属与与一种非金属导体一种非金属导体(如石墨如石墨)酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化还原反应酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化还原反应思考(1)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，插入电解质溶液中就能构成原电池吗？答：不一定。构成原电池除具备两种活泼性不同的金属电解质溶液形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(2)在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌吗？答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在溶液中是阴阳离子的定向移动。(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动

11、。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。构成原电池的条件构成原电池的条件 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。棒）做电极。两电极材料需插入电解质溶液两电极材料需插入电解质溶液请判断下列各装置是否是原电池？为什么？请判断下列各装置是否是原电池？为什么？形成闭合回路形成闭合回路 ZnAZnSO42H+H+AZnSO42H+H+CAZnCu煤油

12、煤油SO42H+H+SO42ZnH+H+CuA(x)(x)()(x)AZnSO42H+H+木条木条(x)练习练习1.下列装置中能够组成原电池产生电流的是下列装置中能够组成原电池产生电流的是()B解析解析A项，两个电极都是Cu，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Zn、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。练习练习2.如图所示电流表的指针发生偏转，同时如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，极的质量减小，B极上有气泡产生，极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是为电解质

13、溶液，下列说法错误的是()AB极为原电池的正极极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为可能分别为Zn、Cu和稀盐酸和稀盐酸C.C中阳离子向中阳离子向A极移动极移动D.A极发生氧化反应极发生氧化反应C解析解析原电池中，一般是负极的较活泼金属失去电子，发生氧化反应，逐渐溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C错误。练习练习3.下列装置中，电解质溶液均为稀硫酸，其中不能下列装置中，电解质溶液均为稀硫酸，其中不能构成原电池的是构成原电池的是()D解析解析由构成原电池的条件可知，D项

14、不能形成闭合回路，所以不能构成原电池。“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”4 4、原电池化学反应本质：、原电池化学反应本质：氧化还原反应5 5、原电池电极名称及确定方法：、原电池电极名称及确定方法：负极：还原性相对较强的材料正极：还原性相对较弱的材料活泼金属发生氧化反应向外线路提供电子原电池的负极；不活泼金属（或石墨）发生还原反应接受外线路提供的电子原电池的正极。根据电极材料判断根据电极材料判断ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A负极负极:较活泼的金属较活泼的金属正极正极:较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体-+-+-

15、+-+根据电子或电流流动方向判断（外电路）：根据电子或电流流动方向判断（外电路）：电子从负极流出 沿导线 流入正极电流从正极流出 沿导线 流入负极ee根据离子的定向移动方向（内电路）根据离子的定向移动方向（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动根据电极反应判断根据电极反应判断失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极根据现象判断根据现象判断电极不断溶解：电极不断溶解：负极负极有气泡冒出、有固体析出：有气泡冒出、有固体析出：正极正极根据离子方程式判断根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2+H2（负极）（在正极

16、）特别提示：特别提示：原电池正、负极判断 负极：正极：明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。再根据质量守恒和电荷守恒配平。确保正、负极的得失电子相等后，总反应式=负极反应式+正极反应式电极反应式的一般书写程序:还原剂ne-=氧化产物氧化剂+ne-=还原产物6 6、原电池电极反应式的书写、原电池电极反应式的书写AlAl作作_极极,CuCu作作_极极电极反应式是：电极反应式是：负极负极 _ 正极正极 _总反应式总反应式_例题例题1：负正2Al-6e-=2Al3+6H+6e-=3H22Al+3H2Al+3H2 2SOSO4

17、 4=Al=Al2 2(SO(SO4 4)3 3+3H+3H2 2(2Al+6H(2Al+6H+=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2)Al Al作作_极极 Cu Cu作作_极极电极反应式是：电极反应式是：负极负极 _ 正极正极 _总反应式总反应式_Cu+4HNOCu+4HNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O(Cu+4H(Cu+4H+2NO+2NO3 3-=Cu=Cu2+2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O)O)正负2NO2NO3 3-+4H+4H+2e+2e-=2NO=2NO2 2+2H2OCu-2eCu-2e-=Cu=Cu

18、2+2+Al Al作作_极极 Cu Cu作作_极极电极反应式是：电极反应式是：负极负极 _ 正极正极 _ 总反应式总反应式_ _ 负正2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=6OH-+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2)书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种电极反应是一种离子反应离子反应，遵循书写离子反应的规则（，遵循书写离子反应的规则（打打沉淀符号）沉淀符号）；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与负极失电子所得氧化产物和正极得电子

19、所得还原产物，与电解质溶液有关电解质溶液有关（如（如酸碱性，酸碱性，4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形形式存在，在式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）。形式存在）。2 2将两极反应的电子得失数配平后，将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应应减去一极反应即得到另一极反应；练习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.()()()2H+2e-H2负极：总反应：正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn

20、2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）Zn片：片：Zn 2e-=Zn2+Cu片：片：2H+2e-=H2 电极反应式：电极反应式：总化学方程式总化学方程式Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2总反应式：总反应式：原电池的工作原理小结原电池的工作原理小结知 识导 学概念概念将化学能转变为电能的装置叫做原电池将化学能转变为电能的装置叫做原电池ZnCuSO4=CuZnSO4实质实质化学能转变为电能化学能转变为

21、电能构成前提构成前提能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应构成条件构成条件两个电极；两个电极；电解质溶液；电解质溶液；构成闭合回路构成闭合回路电极构成电极构成正极、负极正极、负极Zn：负极：负极Cu：正极：正极电极反应电极反应负极：失去电子，发生氧化反应；负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应正极：得到电子，发生还原反应负极：负极：Zn失去电子，发生氧化失去电子，发生氧化反应；反应；正极：正极：Cu2得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应知 识导 学电子及电流的电子及电流的流向流向外电路：电子由负极流向正极，与外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反；电流

22、方向相反；内电路：阴离子移向负极，阳离子内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正极流向负极移向正极，电流由正极流向负极外电路：电子由外电路：电子由Zn极经导线流向极经导线流向Cu极，电流由极，电流由Cu极流向极流向Zn极；极；内电路：内电路：SO42、OH移向移向Zn极极(负负极极)，Cu2、Zn2移向移向Cu极极(正极正极)电极反应式与电极反应式与反应总式的关反应总式的关系系两个电极反应式相加，即得反应总两个电极反应式相加，即得反应总式式负极：负极：Zn2e=Zn2；正极：正极：Cu22e=Cu；总反应：总反应：ZnCu2=Zn2Cu工作原理工作原理示意图示意图【提醒】(1)构成原电

23、池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。2.构成原电池的条件构成原电池的条件(1)具有活泼性不同的两个电极。具有活泼性不同的两个电极。(2)两电极必须插入电解质溶液中。两电极必须插入电解质溶液中。(3)形成闭合回路。形

24、成闭合回路。(4)能自发地发生氧化还原反应。能自发地发生氧化还原反应。1.原电池是将化学能转化为电能的装置。5.一般来说，负极质量减小，正极质量不变或增加。(1)相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极(3)电子由负极流向正极。(2)发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。(4)电流由正极流向负极。(5)阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。1.1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是()()AZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精ZnH2SO4ACuH2SO4ACuCuH2SO42 2、把把A,BA,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时两种不

25、同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中插入稀硫酸中,结果发现结果发现A A金属上有气体产生金属上有气体产生,则下列说法则下列说法正确的是正确的是()()A.AA.A为正极为正极,A,A较活泼较活泼B.BB.B为负极为负极,B,B较活泼较活泼C.AC.A上发生的是氧化反应上发生的是氧化反应D.AD.A的质量减小的质量减小B3 3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSOCuSO4 4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到

26、的现象是(D D)A.A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；4.4.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是时，锌为负极，此金属是()()A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu5.5.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 PH()PH()A.A.不不 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐

27、变大 D.D.逐渐变小逐渐变小CABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl A A C CA AB BD1加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。(2)实例：如实验室用如实验室用Zn和稀和稀H2SO4(或稀或稀HCl)反应制反应制H2，用粗，用粗Zn产生产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4溶液形成原电池，溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生加快了锌的腐蚀，产生H2

28、的速率加快。如果用纯的速率加快。如果用纯Zn，可以在稀，可以在稀H2SO4溶溶液中加入少量液中加入少量CuSO4溶液，也同样会加快产生溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是的速率，原因是Cu2Zn=CuZn2，Zn和生成的和生成的Cu在稀在稀H2SO4的溶液中形成原电池，加快的溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生了锌的腐蚀，产生H2速率加快。速率加快。三、原电池原理的应用1.将等质量的两份锌粉将等质量的两份锌粉a、b分别放入两支相同的试管中，分别放入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量中加入少

29、量CuSO4溶液，则产生氢气的体积溶液，则产生氢气的体积(V)与时间与时间(t)的关的关系用图像表示如下，其中正确的是系用图像表示如下，其中正确的是()D解析解析等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有ZnCu2=Zn2Cu，Zn2H=Zn2H2，b中只发生反应Zn2H=Zn2H2。由于a中置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。综上分析，D项正确。2.100 mL 2 molL1的盐酸与过量的锌反

30、应，为加快速率，又不影响的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是产生氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量的加入适量的6 molL1的盐酸的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水加入适量的蒸馏水 D加入适量的氯化钠加入适量的氯化钠解析解析 项能加快反应速率，但生成氢气的总量会增加；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2Zn=Zn2Cu，形成CuZn原电池，加快了反应速率且生成氢气的总量不变。BA两圈仍保持平衡两圈仍保持平衡 B有气泡产生，两圈摇摆不定有气泡产生，两圈摇摆不定 C铁圈向下倾斜铁圈向下倾斜

31、 D银圈向下倾斜银圈向下倾斜3如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是溶液，反应一段时间后，观察到的现象是()D解析解析首先铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：FeCuSO4=FeSO4Cu，其次是铁圈和银圈直接相连，电子可顺利传递，故该装置构成了原电池。负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为Cu22e=Cu。由于铁溶解，铁圈质量减轻，生成的铜附着在银圈上，银圈质量增加。2

32、判断金属的活动性强弱判断金属的活动性强弱(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。(2)实例：有两种金属有两种金属a和和b，用导线连接后插入到稀，用导线连接后插入到稀H2 2SOSO4 4中，观察到中，观察到a极溶解，极溶解，b极上有气泡产生，根据电极现象判断出极上有气泡产生，根据电极现象判断出a是负极，是负极，b是正极，是正极，由原电池原理可知，金属活动性由原电池原理可知，金属活动性ab，即原电池中，活动性强的金属，即原电池中，活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。为负极，活动性弱的金属为正极。2、把、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中

33、，用导线两两相四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流相连时，电流由由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B3.已知四种金属已知四种金属A、B、C、D，根据下列事实：，根据下列事实：AB2=A2B；D2H2O=D(OH)2H2；以以B、C为电极与为电极与C的盐溶液组的盐溶

34、液组成原电池，电极反应为成原电池，电极反应为C22e=C，B2e=B2，由此可知，由此可知A2、B2、D2、C2的氧化性强弱关系是的氧化性强弱关系是()AD2A2B2C2 BA2B2D2C2CD2C2A2B2 DC2B2A2D2解析解析由知，A比B活泼；由知，D的活泼性较强，能置换出H2O中的氢，故D的活泼性大于A；由知，B作负极，活泼性大于C，则金属的活动性顺序是DABC，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，故D正确。D3、保护金属设备、保护金属设备(1)原理：使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。(2)实例：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，所以经常在船体是钢铁材料，在海水中易

35、被腐蚀，所以经常在船体外壳焊接比铁活泼的锌。船体外壳焊接比铁活泼的锌。4、设计原电池、设计原电池 已知一个氧化还原反应，分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu为例步骤步骤实例实例将反应拆分将反应拆分为电极反应为电极反应负极反应负极反应Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+正极反应正极反应CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu步骤步骤实例实例选择电极选择电极材料材料负极负极:较活泼金属较活泼金属,一般为发生一般为发生氧化反应的金属氧化反应的金属FeFe正极正极:活泼性弱于负极材料的

36、活泼性弱于负极材料的金属或石墨金属或石墨CuCu或或C C选择电解质选择电解质一般为与负极反应的电解质一般为与负极反应的电解质CuSOCuSO4 4溶液溶液步骤步骤实例实例画出装置图画出装置图 特别提示：特别提示：在设计原电池时，若给出的是离子反应在设计原电池时，若给出的是离子反应方程式，如：方程式，如：FeCu2=CuFe2，此时电解质不确，此时电解质不确定为具体的物质，只要是可溶性铜盐即可，如定为具体的物质，只要是可溶性铜盐即可，如CuCl2、CuSO4等。同时画出原电池装置图时，必须符合原电池等。同时画出原电池装置图时，必须符合原电池组成的三大要素。组成的三大要素。原电池的设计方法原电池

37、的设计方法(1)找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂ne=氧化产物(负极电极反应)；氧化剂ne=还原产物(正极电极反应)。(3)定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。规律方法 “设计原电池”思维流程如下:【误区警示】设计原电池装置的两个易错点(1)能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还原反应,吸热反应不可能将化学能转化

38、为电能。(2)设计原电池时,负极材料确定之后,正极材料的选择范围较广,只要合理都可以。2.下列四个化学反应中，理论上不可设计成原电池的是下列四个化学反应中，理论上不可设计成原电池的是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2H2O2点燃=2H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DNa2CO32HCl=2NaClH2OCO2 D解析解析A、B、C三项都是氧化还原反应，都可以设计成原电池，D项不是氧化还原反应，不能设计成原电池。1.某原电池的电池反应为某原电池的电池反应为Fe2Fe3=3Fe2，与此电池反应不符，与此电池反应不符合的原电池是合的原电池是()铜片、铁片、铜片、铁片、Fe

39、Cl3溶液组成的原电池溶液组成的原电池石墨、铁片、石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池溶液组成的原电池铁片、锌片、铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池溶液组成的原电池银片、铁片、银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池溶液组成的原电池A B C D解析解析根据电池反应Fe2Fe3=3Fe2可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或导电非金属作正极，含Fe3的溶液为电解质溶液。不符合。C2.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa和和b不连接时，铁片上会有金属铜析出不连接时，铁片上会有金属铜析出 B

40、a和和b用导线连接时，铜片上发生的反应为用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=Cu C无论无论a和和b是否连接，铁片均会溶解是否连接，铁片均会溶解 Da和和b用导线连接后，用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的片上发生还原反应，溶液中的Cu2向铜电极移动向铜电极移动 D解析解析(1)该电池的负极材料是,正极材料是,电解质溶液是。(2)在外电路中,电流方向是从极到极。(3)正极反应的产物为,正极上出现的现象是;负极反应的产物为,负极上出现的现象是。解析:反应Cu+2Ag+2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被还原,所以需用Cu棒作负极,正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属,如Ag等,正

41、极也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极,正极发生还原反应,产物为Ag,电极变粗;负极发生氧化反应,产物为Cu2+,负极Cu棒溶解。答案:(1)Cu石墨(或Ag)AgNO3溶液(2)正负(3)Ag电极变粗Cu2+Cu棒溶解 7月1日是中国共产党的生日,从2019年起,每年的7月1日还多了一重含义:国际航标协会第13届全会确定,自2019年起将每年的7月1日设立为“世界航标日”,让更多人了解航标在保障船舶安全航行中起到的重要作用。2019年世界航标日的主题是海上航标成功的航行,可持续发展的地球。青岛庆祝首个“世界航标日”,首次面向全国启动灯塔开放季。我国首创的海洋电池以

42、铝板、铂网作电极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。可用作灯塔所需的电池。(1)铝板在该电池中作什么极?发生什么变化?提示:负极逐渐被消耗。根据电池反应可知,铝被氧化,发生氧化反应,是负极,电池工作时铝板逐渐被消耗,转化成氢氧化铝。(2)铂电极作什么极?在该电极上发生反应的物质是什么?提示:根据电池反应可知,正极发生还原反应的物质是氧气,铂电极作正极,本身不参与反应。(3)在灯塔的使用过程中存在什么能量的转化?提示:化学能转化为电能,电能转化为光能。干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池一次电池（干电池）：电池消耗到一定程度，就不能使用；二次电池（充电电

43、池或蓄电池）：放电后可以再充电重新使用；燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。1.干电池干电池(一次性电池一次性电池)电极电极:ZnZn为负极为负极,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉糊和淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，粉末，吸收正极产生的吸收正极产生的H H2 2，防止产生极化现，防止产生极化现象。象。电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):(Zn):ZnZn2e2e-ZnZn2 2正极正极(C)(C)：2MnO2MnO2 2+2NH+2NH4 4+2e+2e-=Mn=Mn2 2O O3 3+2

44、NH+2NH3 3+H+H2 2O O特点特点：放电后放电后不能充电充电,便于携带便于携带,价格低价格低 碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。碱性电池碱性电池 电解液电解液:中性中性NH4Cl碱性碱性KOH（离子（离子导电性更好）导电性更好）负极：锌片负极：锌片锌粉（反应面积成倍增长，锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）使放电电流大幅度提高）优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电用于大电流和连续放电碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池（3 3）纽扣电池）纽扣电池负极：负极：Zn+2OH 2e=ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+H2O

45、+2e=2Ag+2OH 总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag电极反应：电极反应：用途：用途：电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的。所需电流是微安或毫安级的。2.2.二次电池也叫二次电池也叫二次电池较活泼的金属金属氧化物氧化还原电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属于二次电池。化学能化学能放电放电充电充电电能电能用途：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。特点：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。铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。P

46、bO2金属铅硫酸Pb+SO42 2e=PbSO4PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42PbSO4+2e=Pb+SO42 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电特点：特点：镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。放电充电镍镍镉镉电电池池电极反应电极反应（KOH为电解液）用途：用途：2NiO(OH)+2H2O+Cd 2Ni(OH)2+Cd(OH)2放电放电充电充电H2+2OH 2e=2H2O2NiO(OH)+2H2

47、O+2e=2Ni(OH)2+2OH H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2 锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。以锂为负极的以锂为负极的非水电解质非水电解质电池有几十种，其中性能最好、最有发展前途电池有几十种，其中性能最好、最有发展前途的是的是锂一二氧化锰非水电解质锂一二氧化锰非水电解质电池，这种电池以片状金属及为负极，电电池，这种电池以片状金属及为负极，电解活性解活性MnO2作正极，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有

48、作正极，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液机溶剂作为电解质溶液：负极：负极：Li e Li+正极：正极：MnO2 e Li+LiMnO2 总反应：总反应：Li MnO2 LiMnO23.3.发展中的燃料电池发展中的燃料电池它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电铂电极，活性炭电极极，活性炭电极等。等。(例如：例如：H2和和O2的燃料电池，的燃料电池，CH4和和O2的燃料电池的燃料电池)小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，燃料电池不是把还原剂、氧化剂物

49、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出电池 式：2H2+4OH 4e=4H2OO2+2H2O+4e=4OH 2H2+O2=2H2O 2H24e=4H+O2+4H+4e=2H2O2H2+O2=2H2OCH4+10OH8e=CO32+7H2O2O2+4H2O+8e=8OHCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 4Al 12e =4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3介质电池反应：2H2+=2H2O 负极正极负极 正极2H2 4e=4H+O2+4H

50、+4e=2H2O 2H2 4e+2O2=2H2O O2+4e=2O2 空气电池空气电池 B解析解析根据总反应式可判断Li被氧化，为负极材料，其失电子成为Li，正极放电的为MnO2。2.日常所用干电池的电极分别为石墨棒日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽上面有铜帽)和锌皮，以糊状和锌皮，以糊状NH4Cl和和ZnCl2作电解质作电解质(其中加入其中加入MnO2吸收吸收H2)，电极反应式可简化为，电极反应式可简化为Zn2e=Zn2，2NH42e=2NH3H2(NH3与与Zn2能反应生成能反应生成一种稳定的物质一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是。根据上述判断，下列结论正确的是()