(共20张PPT)
第六章 化学反应与能量变化
第一节 化学反应与能量
第二课时 化学反应与电能
手机
充电公交汽车
电灯
家用电器
生活离不开电
导入
电的获取途径
火力发电过程是怎样的?经历了哪些形式的能量转化最终变成电能的呢?
【火力发电】
火电站工作原理示意图
化学能
电能
热能
机械能
燃烧
蒸汽
发电机
氧化还原反应
1、通过对设计原电池装置必要性的论证,提升将化学知识应用于生产和生活的社会责任感,并逐步形成绿色化学观念。
2、通过设计原电池装置,加深对氧化还原反应本质的理解,并能多角度分析和利用化学反应中的能量变化。
【学习目标】
3、借助原电池装置和原理的学习,体会化学能到电能的直接转化,提高模型认知能力,学习科学探究方法。
实验用品:锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流表
探究一
探究实验 讨论与交流
实验一:将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中
观察锌片和铜片上现象和差别?
【设计将化学能转化为电能的装置】
探究一
【设计将化学能转化为电能的装置】
【思考讨论】结合形成电流的条件,在实验一的基础上设计出可行性实验方案,怎么让氧化还原反应中的电子定向动起来,并产生电流。实验方案--预测现象--实验验证)
2、工作原理
1、概念:把化学能转化为电能的装置
一、原电池
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
阳离子
阴离子
SO42-
原电池总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
外电路
内电路
2.工作原理
整个电路构成了闭合回路,带电粒子的定向移动产生电流。
(不可以)
×
√
×
×
×
没有电解质溶液
没有形成闭合回路
没有自发的氧化还原反应
思考与讨论下列几组装置哪些能否构成原电池?
【原电池的构成条件】
探究二
稀硫酸
Zn
Fe
Zn
H2SO4溶液
√
×
√
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
形成条件三:必须形成闭合回路
形成条件四:必须是自发的氧化还原反应
形成条件一:活泼性不同的两个电极(一般情况)
负极:较活泼的金属
正极:较不活泼的金属、石墨等
3.原电池构成条件
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
1、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
e-
I
Fe
Ag
Fe-2e - = Fe2+
2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑
Zn
Cu
Zn-2e - = Zn2+
Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
课堂检测
e-
I
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,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,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为:( )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
拓展2
运用原电池原理判断金属活动性强弱
B
加快氧化还原反应的速率
用于保护金属
稀硫酸
Cu
Zn
A
小结
原电池
概念
将化学能转化为电能的装置
工作原理
构成条件
两极一液一回路一反应
负极
正极
电子流出
氧化反应
电子流入
还原反应
2、利用该反应:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+
设计原电池,画出简易装置图,写出电极反应式
课后作业
1、请同学们课下归纳总结原电池正负极的判断方法
3、收集原电池的应用实例
4、简易电池的设计与制作
【问题】在家里如何制作电池?
【学生活动】参考下图所示水果电池,自选水果,制作水果电池。
设计意图:运用所学知识设计与制作简易电池,提升知识运用、解决问题的能力,落实“科学探究与创新意识”素养。
巩固2
A
B
C
D
E
√
[补充练习] 下列哪些装置能构成原电池?
√
F
稀硫酸
Zn
Fe
稀硫酸
Ag
Cu
A
稀硫酸
Zn
Cu
√
Zn
H2SO4溶液
G
√
二. 原电池正负极的判断方法
电极材料
反应类型
电子流向
电极现象
离子移向
负极
正极
较活泼金属
较不活泼金属或
能导电的非金属
氧化反应
还原反应
电子流出
电子流入
e-
不断溶解
质量减小
电极增重或
有气体产生
阴离子移向
阳离子移向
稀硫酸