实验活动6《化学能转化成电能》课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第六章
化学反应与能量
选择性必修一
化学能转化成电能
实验活动6
你认识的电池可能是。。。。
【学习目标】
1. 理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用。
2. 认识原电池的构成要素及其作用。（重点）
【实验用品】
烧杯、导线、电流表。
锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
一、电极材料的实验
实验现象：电流表指针不发生偏转，说明锌和铜接触不能发生反应，没有电流产生。
A
Zn
Cu
1. ①用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，
观察电流表指针是否发生偏转。
一、电极材料的实验
实验现象：电流表指针不发生偏转，说明没有电流，说明锌和石墨棒接触不能发生反应。
A
Zn
Cu
1. ②用导线将电流表分别与芯片、石墨棒相连接，使片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转。
一、电极材料的实验
电极材料 电流表指针是 否发生偏转 解释
锌片、铜片 不偏转 两个相互连接的电极材料相互接触，并不能产生电流。
锌片、石墨棒 不偏转 实验结论：说明只有电极材料相互接触并不能产生电流。
实验结论
一、电极材料的实验
2. ①将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象。
稀硫酸
Zn2+
e-
e-
Zn
实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
一、电极材料的实验
2. ②将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，再插入铜片，观察现象。
实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
把铜片插入稀硫酸，没有现象产生，铜和稀硫酸不反应。
稀硫酸
Zn
Cu
一、电极材料的实验
2. ③将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，再插入石墨棒，观察现象。
实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
把石墨棒插入稀硫酸，没有现象产生，石墨棒和稀硫酸不反应。
稀硫酸
Zn
石墨棒
一、电极材料的实验
实验结论：说明有电极材料和电解质溶液，但是不用导线连接，也不能产生电流。
实验结论
电极材料 实验现象 解释
锌片 锌片逐渐溶解，有气泡产生 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
锌片、铜片 锌片逐渐溶解，有气 泡产生、铜片无现象 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
锌片、石墨棒 锌片逐渐溶解，有气泡 产生，石墨棒无现象 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
二、原电池实验
1. 以Zn-Cu(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
稀硫酸
Zn2+
H+
H+
H2
H2
Zn
Cu
实验现象：锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,铜四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。
锌片（负极）：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
铜片（正极）：还原反应 2H++2e-=H2↑
正极
负极
二、原电池实验
2. 以Zn-石墨棒(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
稀硫酸
Zn2+
H+
H+
H2
H2
Zn
Cu
实验现象：锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,石墨棒四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。
锌片（负极）：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
石墨棒（正极）：还原反应 2H++2e-=H2↑
正极
负极
二、原电池实验
3. 以Zn-石墨棒(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象
e-
e-
稀硫酸
Cu
石墨棒
实验现象：铜片无现象，电流表指针不发生偏转,石墨棒四周无现象，说明没有产生电流，不能形成原电池。
实验结论
电极材料 实验现象 解释
锌片 铜片
锌片 石墨棒
铜片 石墨棒
锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,铜四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。
不能发生反应
锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,石墨棒四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。
铜片无现象，电流表指针不发生偏转,石墨棒四周无现象，说明没有产生电流，不能形成原电池。
锌片：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
铜片：还原反应 2H++2e-=H2↑
锌片：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
石墨棒：还原反应 2H++2e-=H2↑
二、原电池实验
上面的三个实验表明，要构成原电池，需要满足以下条件：
①两种活泼性不同电极。
（活泼性不同的金属或一种金属和另一种非金属导体）
②电极必须插入电解质溶液 。
③能自发的发生氧化还原反应。
④电极用导线相连构成闭合回路。
小结：原电池形成的必须条件
二、原电池实验
【问题和讨论】
1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的操作
注意事项。
提示：原电池的工作原理：原电池在工作时，负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，电解质溶液中具有氧化性的物质得到电子发生还原反应，氧化反应和还原反应不断发生，负极失去的电子通过导线不断地流向正极，电解质溶液中的阳离子不断地从负极移向正极，这样就形成了闭合回路，实现化学能向电能的转化。
二、原电池实验
原电池的构成要素
①电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成；②电解质溶液：作反应介质，参与氧化还原反应，在溶液中构成闭合回路，起导电的作用；③两电极之间有导线连接或直接接触，形成闭合回路；④发生的反应是自发的氧化还原反应。
组装原电池的操作注意事项
①选择合适的电极材料；②能发生自发的氧化还原反应；③整个装置能形成闭合回路。
二、原电池实验
2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？
提示：可以用铁片代替锌片，因为铁比铜活泼，且能够与稀硫酸发生自发的氧化还原反应。
二、原电池实验
意大利伽伐尼解剖青蛙发现电火花
电池发展史
未来
小型
轻便
高能
绿色
1748
1859
1865
1899
1959
1980
1996-2018
1970
普兰特发明铅酸蓄电池--第一个可充电电池
荣格发明了碱性镉镍电池
克莱因和施托克尔研制成功镍氢电池
1800
伏特发明
伏打电池
勒克朗谢发明了锌锰干电池
培根等人研制成功氢氧燃料电池
锂离子电池
锂-空气电池
课堂训练
1.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
a极质量减小;b极质量增加
b极有气体产生;c极无变化
　d极溶解;c极有气体产生　　
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　 )。
A. a>b>c>d　 B. b>c>d>a C. d>a>b>c D. a>b>d>c
C
课堂训练
2.如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:
(1)当a极为Al,b极为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为　　　　　　　, 当电路中有0.2 mol电子通过时,负极的质量减少　　　______g。
(2)当a极为Al,b极为Mg,电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置______　　　
(填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由;若能,请指出正、负极:　　　　　　　　　。
2H++2e-=H2↑
1.8
能
正极: 镁; 负极: 铝
向奋斗在一线的老师致敬
课堂小结
感谢您的观看
选择性必修一
THS