(共16张PPT)
高中化学人教版必修第二册
第六章 第一节 第二课时
《原电池》
环节一:情境引入,思考化学能直接转化为电能的可能性
【情境】同学们,你们能想象一下没有电之后的生活吗?
【问题 1】根据图示,分析火力发电的能量转化形式是怎样的
过程?
【问题 2】由于火力发电的每个环节都有大量的能量损耗,能否减少中间的环节,直接将化学能转化为电能?
【问题 3】由于煤作为不可再生资源,终有一天会用完。能不能找某一类物质代替煤发电?如果可以,通过什么类型的反应能将化学能直接转化为电能?
【演示实验】(实验仪器及药品:金属锌片、铜片、导线、稀硫酸、电流表、烧杯等)
(实验1)将铜片和锌片插入装有稀硫酸的烧杯中,观察现象并解释原因。
环节二:原电池构成条件的探究
(实验2)用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象。
(实验3)用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表,观察电流表的指针
是否偏转。
(实验4)将铜片和锌片分别插入装有稀硫酸的两个烧杯中,用导线在锌
片和铜片之间串联一个电流表,观察电流表的指针是否偏转。
【问题4】根据演示实验,你能画一个该原电池工作原理的示意图吗?
Zn
Cu
G
稀硫酸
原电池:
1、定义:把化学能转化为电能的装置。
2、原电池形成的条件:
① 要有自发进行的氧化还原反应。
② 要有两个不同的电极。
③ 要形成闭合回路。
【问题5】请大家根据几个演示实验,分析原电池的形成需要哪些条件?
【及时反馈1】下列各个装置中能组成原电池的是( )
A B C D
B
④ 要有能导电的电解质溶液。
环节三:原电池工作原理分析
【问题6】以锌片、铜片和稀硫酸构成的原电池实现了化学能转化为电能,那么,该原电池是如何实现这一转变的呢?
总反应方程式:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
0
+1
+2
0
锌片:Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应)
铜片:2H+ + 2e- = H2↑(还原反应)
负极
正极
【问题7】分析了锌片、铜片和稀硫酸构成的原电池的工作原理之后,请思考以下几个问题:
① 负极金属一般是较活泼还是较不活泼的?
② 电子转移的方向是怎样的?
③ 正负极材料的现象分别是怎样的?
④ 溶液中的阴阳离子是移动方向是怎样的?
【问题8】理论上任何一个自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池,请问该反应 Zn + CuSO4= ZnSO4 +Cu 设计成原电池,装置图该如何画,请标出正负极材料及电解质溶液?
环节四:回扣主题,拓展应用
1、定义:将化学能转化为电能的装置
2、构成条件:
①要有自发进行的氧化还原反应 ②要形成闭合回路
③要有两个电极 ④要有电解质溶液
3、工作原理:
总反应离子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极Zn:Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)
正极Cu:2H+ +2e- = H2↑(还原反应)
小结
负极
正极
e-
金属活泼性:
得或失电子:
发生什么反应:
电极现象:
阴离子或阳离子
移向:
金属活泼性:
得或失电子:
发生什么反应:
电极现象:
阴离子或阳离子
移向:
较活泼金属
较不活泼金属
失去电子
得到电子
氧化反应
还原反应
金属溶解
有气体产生
或有固体析出
阴离子移向
阳离子移向
导线
原电池装置给我们的生活带来了很多的便利,大家课后可以根据自己的兴趣爱好,选择一种化学电源(比如手机的锂离子电池或者车用的铅酸蓄电池或水果电池等),上网查阅资料,了解其工作原理。
课堂测评
1.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是( )
2. 如图所示的铜锌原电池,下列说法正确的是( )
A. 电子由铜电极经导线达到锌片上
B. 随着反应的进行,锌片的质量越来越小
C. 铜片的质量减小,电流表指针发生偏转
D. 该装置实现电能转化为化学能
D
B
3. 在右图所示的装置中,a的活动性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A. 碳棒上有气体放出,溶液的酸性减弱
B. a是正极,b是负极
C. 导线中有电子流动,电子从a极流到b极
D. a极上发生了氧化反应
B
4. 工业上利用FeCl3溶液作为腐蚀液刻蚀电路板,可将电路板上的铜溶解,利用该方案的实验原理可设计为原电池(装置如图所示)。写出该反应的离子方程式: 。该装置中的负极材料是__________(填化学式),正极反应式是_____________。
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
Cu
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+