化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池(原電池的工作原理).pptx

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1、課前復(fù)習(xí),1.反應(yīng)焓變的計算方法？2.化學(xué)能能轉(zhuǎn)化成那些形式的能量？,第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能---電池,第一課時原電池的工作原理,1780年，伽伐尼(Galvani,L.)青蛙抽搐實驗。,原電池的雛形,理論解釋：生物電觀點！,（意大利生物學(xué)家伽伏尼）,伏打?qū)ι镫娪^點的質(zhì)疑（Volta,A.1745-1827）,1800年建立伏打電堆模型。,伏打電池是實用電池的開端。,普通干電池,手機電池,鈕扣電池,筆記本電腦專用電池,攝像機專用電池,“神六”用太陽能電池,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件。2.能判斷原電池的正負(fù)極，會書寫原電池的電極反應(yīng)式和反應(yīng)方程式。3.了解雙池電池的設(shè)計原因及

2、原電池的應(yīng)用。,一、原電池,①.定義：這種利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱為原電池。②.工作原理：利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,條件一,有兩種活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體）做電極，較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬（碳棒）為正極．,條件二,兩個電極插入電解質(zhì)溶液中。,條件三,兩個電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路。,2.形成原電池的條件？,自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（放熱的氧化還原反應(yīng)）,條件四,練習(xí)1：下列裝置哪些可以形成原電池(),ZnCu,FeC(石墨),ZnCu,ZnZn,Fe陶瓷,FeCu,SiC(石墨),稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4ABCD,Z

3、nCu,稀H2SO4CuSO4溶液酒精稀H2SO4EFGH,ABC,,預(yù)測Ｐ１9[實驗1]的現(xiàn)象和結(jié)論,現(xiàn)象:,鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計顯示溫度迅速上升.,結(jié)論:,,,,Zn+Cu2+＝Zn2++Cu,鋅與CuSO4溶液反應(yīng)中的能量變化與能量轉(zhuǎn)換,【活動探究】,1.將鋅粉加入CuSO4溶液中，測量溶液溫度的變化，分析能量變化情況？,預(yù)測Ｐ１9[實驗2]的現(xiàn)象和結(jié)論,現(xiàn)象:,鋅片變細(xì),銅上有紅色物質(zhì)析出,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).,結(jié)論:,,,Zn-2e-=Zn2+,,Cu2++2e-=Cu,2.如果鋅和硫酸銅的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，請設(shè)計實驗將該反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化成電能。,,,,,,,Cu,Zn

4、,,,,Zn2+,負(fù)極,正極,,靜電斥力,,,,靜電引力,,,e-,還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng),氧化劑(Cu2+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng),還原劑失去的電子從鋅極流出,流入銅極.,經(jīng)外電路,,,,,,電流方向,,3.原電池的工作原理,4、原電池正負(fù)極判斷方法,較活潑金屬,較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體,電子流出,電子流入,陰離子移向負(fù)極,陽離子移向正極,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),電極溶解，質(zhì)量減輕,電極表面有固體析出，電極質(zhì)量增加或電極表面有氣泡產(chǎn)生,1.下列說法中正確的是（）A.原電池是把的裝置B.原電池中電子流出的一極是，發(fā)生氧化反應(yīng)C.原電池兩極氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)D.原電池中的陽離子

5、向正極移動,D,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,正極,負(fù)極,均發(fā)生,分別發(fā)生,5.電極方程式及總反應(yīng)方程式的書寫,1.確定正負(fù)極。2.負(fù)極（負(fù)極材料本身）失電子氧化反應(yīng)。正極發(fā)生（電解質(zhì)中的陽離子）得電子還原反應(yīng)。3.總反應(yīng)方程式：通常是負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)。,例如1.Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：①Cu作____極,②Fe作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極____________正極_____________總反應(yīng)式是_____________________如將稀硫酸改為濃硝酸則：①Cu作____極,②Fe作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極____________正極_

6、____________________總反應(yīng)式是_______________________________,Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,正,負(fù),Fe-2e-=Fe2+,2H++2e-=H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,負(fù),正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H++2e-==2NO2↑+2H2O,濃硝酸,判斷右邊原電池的兩極，并寫出電極反應(yīng)式。,＋,稀硫酸溶液,NaOH溶液,稀硫酸負(fù)極:Mg-2e-==Mg2+正極：2H++2e-==H2↑,NaOH溶液負(fù)極：2Al+8OH--6e-=2Al(OH)4-正極：6H2O+6e-=3H2↑+6

7、OH-,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑,MgAl,MgAl,－,－,＋,練習(xí)2:,判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看反應(yīng)的具體情況，如：a.Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；b.Fe、Al在濃HNO3中鈍化后，比Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。,,,,,Zn,*實驗探究3*,Cu,,,ZnSO4,CuSO4,?,單池原電池,雙池原電池,思考：為什么將單池原電池改為雙池原電池？有什么好處？,設(shè)計成雙池原電池，避免了負(fù)極金屬與電解質(zhì)溶液直接接觸發(fā)生反應(yīng)，從而避免了能量損失，且提供穩(wěn)定的電流。,鹽橋：,將兩

8、個隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，可使電流傳導(dǎo)。,U型管里裝有飽和的KCl或NH4NO3瓊脂溶液,1.根據(jù)下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計一個原電池：2FeCl3＋Fe===3FeCl2要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置采用燒杯和鹽橋。(2)注明原電池的正、負(fù)極和外電路中電子的流向。,,鍍鋅鐵管,三、原電池的應(yīng)用,1.比較金屬的活動性。,2.防止金屬被腐蝕。,如：在輪船外表水線以下位置附加鋅塊在鐵管外鍍鋅,3.加快化學(xué)反應(yīng)速率。,如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，向稀硫酸中加入硫酸銅溶液。,4.提供能源。,5．設(shè)計電池理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計成

9、原電池，可用Fe作負(fù)極，銅(或石墨)作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。,1.X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實驗結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為_________________,Z>Y>X>W,2.有一紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。①Zn發(fā)生______反應(yīng)，是____極，電極反應(yīng)式是________________。②Ag2O發(fā)生______反應(yīng)，是____極，電極反應(yīng)式是________________________。,氧化,負(fù),Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2,還原,正,Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－,較活潑金屬,（–）,氧化反應(yīng),較不活潑金屬（或非金屬導(dǎo)體）,（+）,還原反應(yīng),課堂小結(jié)：,,兩極一液成回路,氧化還原是核心,作業(yè),1.當(dāng)堂過關(guān)P162.創(chuàng)新設(shè)計P91-92（6題不做）,