化学能与电能(课件).ppt

1、2022-11-19 格林太太是一位开朗乐观的妇女,在她大笑时,人们发现她有两颗金属牙,一颗金牙是她财富的象征,另一颗是不锈钢牙,那是一场车祸留下的,可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好转 一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！情景素材情景素材2022-11-192022-11-19燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能2022-11-19 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案你对问题你对问题的想法的想法ZnCu

2、锌表面有气泡锌表面有气泡产生，铜表面产生，铜表面无明显现象。无明显现象。1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子?实验现象实验现象用导线将锌表面的电子引出来用导线将锌表面的电子引出来Zn+2H+=Zn2+H2.什么方法可使什么方法可使Zn与与H+分开，不让分开，不让H+直接在直接在Zn 表面表面得电子？得电子？【实验【实验2-4-1】实验视频2022-11-19 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法Cu起传导电子的作用。起传导电子的作用。Zn+2H+=Zn 2+H2ZnCu大量气泡从铜大量气泡从铜片逸出，

3、锌片片逸出，锌片部分溶解。部分溶解。1.H+得到的电子是得到的电子是Cu失去的吗？失去的吗？2.在这个过程中在这个过程中Cu起什么作用？起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？你怎样才能知道导线中有电子通过？可用电流表测电流及方向。可用电流表测电流及方向。实验现象实验现象【实验【实验2-4-2】2022-11-19 解释实验现象解释实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.电子从电子从Zn到到H+经历了哪些途径？经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，锌

4、表面无气泡，铜表面有气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电流表发生偏转。电子由电子由Zn 导线导线 铜片铜片 H+定向移动产生定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转。电流，故电流表的指针发生偏转。ZnCu实验现象实验现象【实验【实验2-4-3】2022-11-19（1 1）定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。）定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。（2 2）工作原理）工作原理2022-11-19A AZnZnCuCuH2SO4原电池原电池电流表指针电流表指针是否是否偏转偏转区别区别结论结论偏转偏转两极材料不同两极材料不同有两种活泼性不同的金属有两种活泼性不同的金属(或金属与或金属与

5、非金属导体非金属导体)作作电极电极不偏转不偏转讨论：原电池的构成条件 A AZnZnC CH2SO4A AZnZnZnZnH2SO42022-11-19A AZnZnCuCuH2SO4原电池原电池电流表指针电流表指针是否是否偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转溶液不同溶液不同电极材料均插入电解质溶液电极材料均插入电解质溶液中中偏转偏转A AZnZnCuCuHClA AZnZnCuCu酒精酒精2022-11-19A AZnZnCuCuH2SO4原电池原电池电流表指针电流表指针是否是否偏转偏转区别区别结论结论A AC CCuCuH2SO4不偏转不偏转电极材料不同电极材料不同能自发地发生氧化还原反应

6、能自发地发生氧化还原反应2022-11-19电流表指针电流表指针原电池原电池组组偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转容器不同容器不同两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路A AZnZnCuCuH2SO4ZnZnH2SO4A ACuCuH2SO4 2022-11-19总结：形成原电池的条件总结：形成原电池的条件具有活泼性不同的两个电极。具有活泼性不同的两个电极。两电极必须插在电解质溶液中。两电极必须插在电解质溶液中。形成闭合回路。形成闭合回路。能自发地发生氧化还原反应。能自发地发生氧化还原反应。水果电池视频2022-11-19典例导析典例导析知识点知识点1：原电池的构成及工作原理：原电池的构成

7、及工作原理例例1在下图的在下图的8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是_。2022-11-19知识点知识点2：原电池的设计：原电池的设计例例2如图如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入杯中央滴入CuSO4溶液。溶液。(1)片刻后可观察到的现象是片刻后可观察到的现象是_。A铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状态不变保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是产生上述

8、现象的原因是_。(3)欲使图欲使图中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是以设计的实验是_。2022-11-19原电池工作原理：原电池工作原理：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 阴离子阴离子2022年11月19日星期六2022-11-19电池的发明电池的发明二.发展中的电池1.干电池锌锰电池负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2N

9、H3+H2 锌银电池 Zn|KOH|Ag2O负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等 2022-11-192.电电池充负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 2022-11-19负极：负极：Li e-=Li+正极：正极：MnO2+2e-=MnO2-总反应：总反应：Li+

10、MnO2=LiMnO2温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。3.锂电池2022-11-19碱性电池：电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极：2H2 4e-+4OH-=4H2O正极：O2+4e-+2H2O=4OH-酸性电池：电解质溶液为硫酸溶液：负极：2H2 4e-=4H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O 反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水，无污染。一种高效、环境友的发电装置。4.燃料电池视频连接1视频连接22022-11-191.X1.X、Y Y

11、、Z Z都是金属，把都是金属，把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析析出，出，X X和和Y Y组成原电池时，组成原电池时，Y Y为电池的负极。为电池的负极。X X、Y Y、Z Z三种金属的活三种金属的活动性顺序为动性顺序为（）A AX XY YZ BZ BX XZ ZY CY CY YX XZ DZ DY YZ ZX X巩固练习2.某原电池的离子方程式是某原电池的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该原电池正，该原电池正确的组成是确的组成是（）正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl220

12、22-11-193.3.氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOHKOH溶液中，然后分别向两极通入溶液中，然后分别向两极通入H H2 2和和O O2 2，即可产生电流。下列叙述中正确的是即可产生电流。下列叙述中正确的是（）A A通入通入H H2 2的电极为正极的电极为正极 B B正极的电极反应式为正极的电极反应式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e=4OH=4OHC C工作时，负极区溶液工作时，负极区溶液pHpH降低降低 D D工作时，溶液中的阴离子移向正极工作时，溶液中的阴离子移向正极4.4.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是

13、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是 （）A A、加热、加热 B B、不用稀硫酸，改用、不用稀硫酸，改用9898浓硫酸浓硫酸C C、滴加少量、滴加少量CuSO4CuSO4溶液溶液 D D、不用铁片，改用铁粉、不用铁片，改用铁粉5.5.在铜锌硫酸原电池中，锌为在铜锌硫酸原电池中，锌为 极，极，电子，电极发生的是电子，电极发生的是 反应（填氧化或反应（填氧化或还原），电极反应式为还原），电极反应式为 ；铜为；铜为 极，极，电子，电极发生的电子，电极发生的是是 反应，电极反应式反应，电极反应式为为 ，铜片上观察到的现象为，铜片上观察到的现象为 。6 6、利用、利用Fe Fe CuSO4 CuSO4 Cu Cu FeSO4FeSO4设计一个原电池。画出实验装置图。并指出：设计一个原电池。画出实验装置图。并指出：正极为正极为 ，电极反应：，电极反应：；负极为负极为 ，电极反应：，电极反应：。