课件26张PPT。第三单元 化学能与电能的转化第1课时 化学能转化为电能
化学电源1.学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步理解原电池的概念。2.学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程。3.学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。 英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙，后因车祸又补了颗不锈钢假牙。从此出现头痛、失眠、心情烦躁等症状，四处求医总是找不到病因。这种痛苦的经历一直持续了十年，直到有一次在上流社会的舞会上巧遇一位著名化学家，这位化学家帮她找到病因，才解除了病痛。让我们带着这两个疑问到下面的学习中去寻找答案吧！ 1780年，意大利生物学家伽伐尼为给妻子看病，遵医
嘱买了不少青蛙。当用金属解剖刀触动靠近铜盘的青蛙腿
皮时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。活动与探究Zn表面冒气泡，Cu
表面无明显的变化Zn表面冒气泡，Cu
表面无明显的变化Zn表面冒气泡，
Cu表面也有气泡Zn表面冒气泡，Cu表面也有气泡，指针发生了偏转有电流产生问题：为什么Cu表面也冒气泡呢？后面我们再解释深入探究探究1：若将两块锌片用导线相连插入盛有稀硫酸的烧杯里，将观察到什么现象？结论：Zn的表面冒气泡，但电流表的指针不偏转现象：无电流产生探究2：若将原装置中的铜片换成石
墨棒，现象又将如何呢？现象：Zn、C的表面冒气泡，电流表的指针有偏转结论：有电流产生探究3：若将原装置中的锌片换成
石墨棒，又有何现象？现象：Cu、C的表面无气泡，电流表的指针无偏转结论：无电流产生还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应还原剂失去的电子从锌极流出流入铜极.经外电路Zn2+H+SO42-电流方向装置中电流方向、正负电极、电子流动方向、电极上的反应情况分析 思考:化学能是如何转变成电能的呢？思考:构成原电池的条件有哪些呢？归纳整理2.形成原电池的条件：(1) 有自发发生的氧化还原反应
(2) 有两个活泼性不同的电极
(3) 有电解质溶液
(4) 形成闭合电路 1.定义：我们把将化学能转变为电能的装置称为原电池。小组讨论 问题：根据前面所学的知识，我们知道Zn失去的电子给了Cu，好像Zn表面应该没有气泡的嘛。为什么实验中Zn表面也冒气泡呢？提示：实验用的Zn不纯，表面看到黑色的物质是石墨。结论:锌表面也形成了原电池原电池反应的实质是自发的氧化还原反应。 Zn - 2e- ====Zn2+
负极：氧化反应，价升高，失去电子
得失电子守恒
总的方程式：2H++Zn = Zn2+ + H2↑正极：还原反应，价降低，得到电子2H+ + 2e-====H2↑电极反应的规律和电极反应式书写：交流与讨论在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。形成了铁-碳原电池普通锌锰电池碱性电池 镍镉电池小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池 干电池负极（锌筒）Zn-2e- ====Zn2+
正极（石墨）2MnO2+2NH4+ +2e- ====2MnO(OH)+2NH3
总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+ ==== Zn2++ 2MnO(OH)+2NH3资 料：
银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料。电极反应如下：
锌：Zn + 2OH- - 2e- ==== ZnO+H2O
氧化银：Ag2O + H2O + 2e- ==== 2Ag + 2OH-锌是 极，发生 反应；
氧化银是 极，发生 反应。
总反应为： .负氧 化正还 原Zn+Ag2O====ZnO+2Ag铅蓄电池1.电极材料及原料
2.电解质溶液
3.电极反应式：正极：PbO2 负极：PbH2SO4溶液负极（Pb）:Pb-2e-+SO4 2 -====PbSO4Pb+PbO2 +2H2SO4 ====2PbSO4+2H2O正极（PbO2）:PbO2+4H++SO42 -+ 2e- ====PbSO4+2H2O总反应：4.优点
5.应用领域电压稳定，使用方便、安全、可靠，可以循环使用广泛用于国防、科研、交通、生产和生活1.电极材料及原料
2.电解质溶液
3.优点
4.应用领域锂电池摩托罗拉6188/6288原装锂电池正极：金属氧化物 负极：锂使用寿命长，质量轻、电压高、工作效率高、体积小有机溶剂电脑、照相机、手表、心脏起搏器索尼数码相机锂电池新型燃料电池1.氢氧燃料电池20世纪60年代应用于美国载人飞船，也曾用于叉车、牵引车等。燃料电池是继水力、火力、核能发电之后的第四类发电—化学能发电负极： 2H2 +4OH--4e-====4H2O正极： O2+2H2O+4e-====4OH-燃料电池的反应方程式：H2燃料电池 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”氢氧燃料电池 常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝—空气燃料电池、熔融盐燃料电池等优点：效率高、无污染，装置可持续使用多孔性金属电极，具有催化性能2.磷酸型燃料电池 以磷酸为电解质，利用廉价的碳材料为骨架。除了以氢气为燃料外，还可使用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料，是目前最成熟的燃料电池。
目前世界上大容量的燃料电池发电厂，都使用磷酸型燃料电池。如东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂。3.海水电池1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。
电极反应式为：
负极：
正极：
电池总反应：4Al-12e- ====4Al3+3O2+ 6H2O +12e- ==== 12OH -4Al+3O2+ 6H2O ==== 4Al(OH)3[回应故事情境] 思考：
开始上课时讲的故事中贵妇人经常头痛的原因是什么？如何医治？
2.伽伐尼青蛙抽搐实验的原因是什么？都是形成了原电池1.如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是
（ ）BC2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两
相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连
时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量
气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性
由强到弱的顺序为（ ）
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.c>a>d>b D.b>d>c>aB3.下列烧杯中盛的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气
泡的是（ ）A4.如何设计一个原电池，其原电池反应为：
Cu+2FeCl3 ==== 2FeCl2 +CuCl2写出电极名称和电极反应式。用铜作负极，碳棒作正极，FeCl3为电解质溶液。
负极:Cu-2e- ==== Cu2+
正极:2Fe3+ +2e- ====2Fe2+ 课件22张PPT。第2课时 电能转化为化学能1.通过实验探究，认识电能可以转化为化学能，初步认识电解池的构造和电解原理。2.通过电能转化为化学能的实例，了解电解的重要应用。感悟电解在生活生产中的重要性。3.通过电解池和原电池的对比了解,进一步熟悉电能与化学能之间相互转化这一特征。 根据1978年制定的奥运章程规定，奥运会奖牌的直径不得小于60毫米，厚度不得小于3毫米，金、银牌必须用纯度为92.5%的银子制作，金牌至少要镀金6克。 07年3月27日，在距2008年奥运会开幕500天之际，北京奥组委在首都博物馆公布2008年奥运会奖牌式样。 2008年奥运会金(中)、银(左)、铜牌(右)(下排为奖牌正面)。 那么镀金是应用了什么化学原理?接下来让我们带着这一疑问开始今天的课程学习吧!回顾以前接触过的电解实例电解水水H2、O2 2H2O ====2H2 ? +O2 ?电解食盐水H2O、NaClNaOH 、
H2 、 Cl22NaCl +2H2O ====
2NaOH +H2 ? + Cl2 ?电解熔融
氯化钠NaClNa、 Cl22NaCl ==== 2Na + Cl2 ?电解熔融
氧化铝Al2O3Al 、 O22Al2O3 ==== 4Al +3 O2 ?通电通电通电通电实 验观察与思考(1)将两根碳棒分别浸入 氯化铜溶液中。
(2)浸入氯化铜溶液中的 两根碳棒，用导线连接。
(3)浸入氯化铜溶液中的 两根碳棒，分别跟直流 电源的正、负极相连接。1.与电源的正极相连的碳棒:有气泡产生, 湿润的KI－淀粉
试纸变蓝，说明有氯气生成。
2.与电源的负极相连的碳棒:有一层紫红色的固体析出，说明有铜生成。
3.实验结论：在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了
反应，生成了Cu和Cl2微观模拟电解原理1.原理：在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化和还原反应的过程。2.电解池 （1）定义： （2）构成条件：将电能转化为化学能的装置①直流电源 ②阴阳两极闭合回路 ③电解质溶液或熔融电解质阳极（+）（与电源正极相连）--氧化反应（失电子）
阴极（-）（与电源负极相连）--还原反应（得电子）3.电极
确定：谐音：两只羊6.放电顺序阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。放电的
顺序取决于离子的本性，也与离子浓度和电极材料有关。5.电极反应和总反应4.电子的流向和离子的流向电子的流向：电源负极→电解池阴极
电解池阳极→电源正极离子的流向： 阴离子向阳极移动，
阳离子向阴极移动。离子的放电顺序：（1）在阴极上，阳离子的放电顺序：Ag+、Cu2+、H+（酸）、Fe2+、Zn2+、 H+（水）、 Al3+、Mg2+、 Na+放电由易到难（2）在阳极上，阴离子的放电顺序：阳极材料（活泼金属） 、 S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、
NO3-、SO42-、F-放电由易到难（3）阴极材料不参与反应，阳极材料为活泼金属（如Ag、Hg、Cu、Fe、Zn ）时，则为阳极材料失去电子而溶解）电极反应确定：电解氯化铜溶液：解题步骤：1.写出电离方程式：
CuCl2 ====Cu2++2Cl- H2O H++OH-2.写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：
阴极： Cu2+、 H+ 阳极：Cl- 、 OH-分析电解反应的一般思路明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子1.电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金电解原理的应用在铁制品上镀铜：阳极——铜
阴极——铁制品
电镀液——CuSO4溶液
阴极：Cu2+＋2e－＝Cu
阳极：Cu－2e－＝Cu2+溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小3.活泼金属的冶炼
钠的制取
镁的制取
铝的制取2.氯碱工业——电解饱和食盐水粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。 阴极：Cu2+＋2e- ==== Cu 阳极：Cu - 2e- ==== Cu2+ 比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中；比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥 4.电解精炼Cu原电池电解池正极 负极电极名称阳极 阴极电极确定一般情况,较活泼的是负极,较不活泼的是正极接电源正极为阳极,接电源负极为阴极电子流向负极流出经
导线流入正极由电源负极流入阴极, 再由阳极流回正极电极反应负极---氧化反应 正极---还原反应阳极---氧化反应 阴极---还原反应能量转变化学能转化成电能电能转为化学能装置特点无外接电源有外接直流电源相似之处闭合回路、两个电极、发生氧化还原反应1.在铜的精炼过程中，下列说法错误的是（ ）
A.阳极是粗铜，其中的锌、铁等杂质均失电子被氧化
B.阴极上首先析出铜
C.粗铜不断溶解
D.电解溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液D稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸
A B C D
2.下列装置中属于原电池的是( )
属于电解池的是( ) BC D 3.下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极AC4.电解CuC12溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是( )
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变C5.判断题
（1）电解、电离均需要通电才能实现（ ）（2）电解质溶液导电过程中伴随着化学变化( ）（3）原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化
反应（ ）×√×（4）在电镀槽中，电解质溶液通常选用含有镀层金属离子的溶液（ ）√
