(共23张PPT)
化学能与电能
第2课时
3.原电池的电极名称：
负极：相对活泼、电子流出、发生氧化反应的电极。
正极：相对不活泼、电子流入、发生还原反应的电极。
负极
正极
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
盐桥
失e，沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e- =H2↑
阴离子
阳离子
总反应：
负极
正极
2H++2e- =H2↑
Zn-2e- =Zn2+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(离子方程式）
（化学方程式）
电极反应
正极：
负极：
（氧化反应）
（还原反应）
阳离子
外电路
内电路
4、原电池的工作原理：
＊由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极
活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
小结一：原电池电极名称的确定方法
注意：电极的判断还应顾及电解质溶液!!!
①两电极都与电解质溶液反应, 则活泼的为负极
②两电极只有一电极与电解质溶液反应,则反应的为负极
③两极都不与电解质溶液反应,则活泼的为负极
- + + - + - - +
＊根据电子或电流流动方向（外电路）判断：
电流方向是由正极沿导线流向负极；
电子流动方向是由负极沿导线流向正极。
＊根据电解质溶液中离子的定向移动方向（内电路）判断 ：
小结一：原电池电极名称的确定方法
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
小结一：原电池电极名称的确定方法
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ ）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
D
如：Fe+2H+=Fe2++H2↑
（负极）
（在正极）
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): . 正极( ): . 总反应式: .
练习:请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极,写出电极反应式和总反应式.
Ag
Fe
I
e-
e-
I
小结二.如何正确书写电极反应式
1、首先判断正负极
较活泼的金属（负极）失去电子，发生氧化反应
电解质溶液中得电子能力强的离子在正极上得到电子，发生还原反应
2、两电极方程式中要满足得失电子数守恒
3、电极反应式常用“==”，若有气体放出，用“↑” ；若有固体析出，一般不用“↓”
4、两个电极反应式相加得到电池总的反应方程式
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
金属单质的还原性越强，失去电子越强
K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(水)Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+
阳离子的氧化性越强，得电子能力越强
例：写出右边原电池的电极反应式。
A
FeCl3溶液
负极：Cu -2e－ →Cu 2+
正极：2Fe3+ +2e -→2Fe2+
－
＋
Cu C
Mg Al
A
＋
稀硫酸溶液
NaOH溶液
－
（稀硫酸）负极:Mg -2e-→Mg2+
正极：2H++2e-→H2↑
负极：2Al+8OH- -6e- →2AlO2-+4H2O
（NaOH溶液）
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
正极：6H2O+6e- →3H2↑+6OH-
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。
1、电解液： 。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极: .
正极: .
1、电解液：
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液
2、电极材料：
负极：铁，
正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
Fe － 2e - = Fe 2+
Cu2+ +2e - = Cu
①找出氧化反应和还原反应，确定正负极材料、电解质溶液和正负极上反应的物质；
②利用元素守恒、电荷守恒和电子守恒分别写出电极反应式；
③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则原电池设计和电极反应书写都正确。
小结三：原电池的设计
二、发展中的化学电源
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
特点：
a：一次性电池，不可逆
b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延长寿命
1、干电池结构及电极反应原理
练习:
锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ == Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 ↑+ H2O 在此电池放电时正极（碳棒）上发生反应的物质是（ ）
A．Zn B．碳
C．MnO2 和 NH4+ D．Zn2+和NH4+
干电池放电时电极反应式为：
负极 ： Zn － 2e－ ===Zn2＋
正极 ：
2MnO2 + 2NH4+ + 2e－== Mn2O3 + 2NH3 ↑+ H2O
C
2.充电电池
又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。
铅蓄电池：最早使用的充电电池。
镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的 充电电池，可重复使用500次以上。
铅蓄电池
铅蓄电池电极反应：
负极：Pb + SO42-—2e-＝PbSO4
正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝
PbSO4 + 2H2O
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
练习:
铅蓄电池的总反应式为：
Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O
对于铅蓄电池放电时的说法错误的是（ ）
A． 铅为负极，PbO2 为正极
B．当转移0.5NA个电子，蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为0.5mol
C． 正极的电极反应式为：
PbO2+ 4H+ +SO42－ + 2e－=== PbSO4 + 2H2O
D．电解质溶液的浓度不变
D
放电
充电
汽车用蓄电池
锂离子电池
锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。
电极: Pt制作的惰性电极
电解质溶液: KOH溶液
负极: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O
正极: O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH-
总反应：2H2+ O2＝2H2O
拓展创新
氢氧燃料电池
若为酸性介质，试写出电极反应式？
思考:
负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+
正极: O2+ 4H+ + 4e- ＝ 2H2O
3. 燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池)(共18张PPT)
化学反应与
能量
化学能与电能
第1课时
【资料卡片】
一次能源：直接从自然界取得的能源，例如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。
二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，例如电力、蒸汽等。
一、化学能转化为电能
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95%以上。
看图，简述火力发电的工作原理？
利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。
根据图2-8火力发电具有的缺点：
根据图2-8火力发电具有的缺点：
思考
化学能能否直接转化为电能？
产生二氧化硫，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。
能量转化率低
化学能直接转化为电能
1、要产生电能必须有带电荷粒子的定向移动
氧化还原反应
实验探究
【实验一】将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
稀H2SO4
Zn
Cu
现象：
解释：
Zn片上有气泡（H2）， Zn片逐渐被腐蚀；Cu片无明显现象。
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
Zn+2H+ == Zn2+ + H2↑
2、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能通常转化为热能再经一系列能量转化才能得到电能
让氧化剂和还原剂在不同区域内进行反应
稀H2SO4
Zn
Cu
Zn Zn2+
-2e-
2H+ H2
+2e-
3、氧化剂与还原剂分开反应后电子无法转移
在氧化剂和还原剂之间架一个桥梁，使电子从还原剂区域流向氧化剂区域
【实验二】将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
稀H2SO4
Zn
Cu
现象：
解释：
Zn片上有少量气泡（H2）， Zn片逐渐被腐蚀；Cu片上有气泡（H2）。
？
【实验三】将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
稀H2SO4
Zn
Cu
现象：
Zn片上有少量气泡（H2）， Zn片逐渐腐蚀；Cu片上有气泡（H2），电流计指针偏转。
串联上一个电流计
G
分析与讨论
指针偏转，电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。
由于锌和铜的活动性不同，
Zn－2e－ == Zn2+，
Zn片失去的电子经导线转移到Cu片上， Cu片周围的H＋得电子，
2H+＋2e－ == H2 ↑
Zn片发生氧化反应，H+在Cu片上发生还原反应，总的离子反应方程式：
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
二化学能直接转化为电能的装置与原理
原电池的概念：
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池
2. 原电池的构成条件：
①两种活动性不同的金属(或一种是能导电的非金属,如:石墨C)作电极
②有电解质溶液，两电极与电解质溶液接触
③两极相连(直接接触或用导线连接)形成闭合回路
I
判断以下装置能否形成原电池？
J
X
V
含碳杂质的锌
稀硫酸
随堂练习
V
X
X
X
X
V
V
V
K
V
