第二节 化学能与电能（第二课时）[下学期]
文档属性
| 名称 | 第二节 化学能与电能（第二课时）[下学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 854.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2006-05-29 09:36:00 | ||
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文档简介
课件29张PPT。 1、什么是原电池？
原电池中的化学反应有什么特征？
2、构成原电池的条件是什么？
3、原电池的正负极和电子流向如何判断？
4、如何书写电极反应和电池反应？
5、原电池的工作原理是什么？REVIEW结论：原电池装置特点：化学能转化为电能
形成条件：⑴两个活泼性不同的电极；
⑵电解质溶液；
⑶形成闭合回路
电极名称：负极：较活泼金属；
正极：较不活泼金属或能导电的非金属。
反应原理：
负极：发生氧化反应，负极本身失电子 。
正极：发生还原反应，溶液中阳离子得电子。
电子流向：
负极正极2019/2/283判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑
2019/2/284⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e- ＝Zn2+2H++2e- ＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e - ＝Fe2+Cu2++2e- ＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO42019/2/285 ⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu2019/2/286原电池原理的应用锂电池发展中的化学电源2019/2/287(1)干电池-1：负极(Zn) ： Zn －2e- = Zn2+
正极(Cu) ：2NH4++2e- = 2NH3+ H2↑
总反应：
Zn + 2NH4+ = Zn2++ 2NH3+ H2 ↑
Zn2++ 2NH3 = Zn(NH3)2 2+
2MnO2 + H2 = 2MnO(OH)原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/288原电池原里的应用之一---制造电池：(1)干电池-2：负极(Zn) ：
Zn + 2OH- － 2e- = Zn(OH)2
正极(C ) ：
2MnO2 + H2O +2e- = 2Mn2O3 + 2OH-MnO2总反应： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 +2Mn2O3 2019/2/289(2)铅蓄电池：负极(Pb ) ：
Pb＋SO42-－2e? == PbSO4↓
正极(PbO2) ：
PbO2＋4H+＋SO42-＋2e? ==PbSO4↓＋2H2O
总反应：
PbO2＋ Pb＋2SO42 ＋4H+ = 2PbSO4↓ ＋2H2O原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/2810(3)锂离子电池：负极( Li) ：Li－e- == Li+
正极(MnO2) ：MnO2 + Li+ + e- == LiMnO2
总反应： Li+MnO2==LiMnO2原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/2811(4)氢氧燃料电池：酸性溶液：
负极(H2 ) ：2H2+- 4e- == 4H+
正极(O2) ：O2+ 4H+ +4e- == 2H2O
总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 原电池原里的应用之一---制造电池：碱性溶液：
负极(H2 ) ：2H2+4OH- - 4e- == 4H2O
正极(O2) ：O2+2H2O+4e- == 4OH-
总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 2019/2/2812例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，
乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原里的应用之二---比较金属活动性：2019/2/2813例2 ：
下列制氢气的反应速率最快的是纯锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；粗锌和18 mol/L 硫酸；C.纯锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原里的应用之三---比较反应速率：2019/2/2814例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)原电池原里的应用之三---比较反应速率：2019/2/2815问题讨论(1).(2).判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称并写出电极反应式。若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？原电池原里的应用之四---金属的腐蚀和防护：2019/2/2816(2) 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？2019/2/2817钢铁表面形成的微小原电池示意图2019/2/2818知识总结1、2、金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）㈠.金属腐蚀金属原子金属腐蚀的本质：3、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。2019/2/2819钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图2019/2/2820㈡钢铁腐蚀的防护：例6：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；B.D.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；（ D ）它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；2019/2/28212.金属表面覆盖保护层3.电化学保护法原理：原理 ：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化
物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。2019/2/2822牺牲阳极的阴极保护法示意图2019/2/2823练习下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2019/2/2824原电池小结定义形成条件正负极名称和电子流向判断工作原理（氧化还原反应，写电极反应式）应用分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液pH变化金属的腐蚀和防护原电池腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）题型（三点记住）2019/2/2825练 习1、 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 2019/2/28262、分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
（3）、溶液中发生反应的化学方程式：
3、镍—镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd, （ D ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+2019/2/28274.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素，其
一是： ，
其二是：
；5.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率2019/2/28284.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2O?H2CO3 ? H++HCO 3- 电极反应负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系1.化学电池是把化学能直接转化为电能的装置。其反应的基础是氧化还原反应。 2.一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用。而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。 3.从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属（或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。 4.家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃圾中，不仅污染环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量为30亿只，因疏于回收而丢失铜740吨，锌1.6万吨，锰粉9.7万吨。另外，普通干电池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染了土壤和水源，进入人类的食物链，就会发生“水俣病”（汞中毒）和“痛痛病”（镉中毒），这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很多人死亡。 为防止悲剧重演，我们应该把废旧电池与其他垃圾分开，集中回收。许多国家都很重视废旧电池的回收，如德国的很多商店要求顾客在购买电池时，同时要把废旧电池交回商店；日本的分类垃圾箱里有一种专门放废旧电池的黄色垃圾箱，垃圾箱的投入口有三个，分别标有普通电池、纽扣电池和其他电池。教材习题参考答案
原电池中的化学反应有什么特征？
2、构成原电池的条件是什么？
3、原电池的正负极和电子流向如何判断？
4、如何书写电极反应和电池反应？
5、原电池的工作原理是什么？REVIEW结论：原电池装置特点：化学能转化为电能
形成条件：⑴两个活泼性不同的电极；
⑵电解质溶液；
⑶形成闭合回路
电极名称：负极：较活泼金属；
正极：较不活泼金属或能导电的非金属。
反应原理：
负极：发生氧化反应，负极本身失电子 。
正极：发生还原反应，溶液中阳离子得电子。
电子流向：
负极正极2019/2/283判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑
2019/2/284⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e- ＝Zn2+2H++2e- ＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e - ＝Fe2+Cu2++2e- ＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO42019/2/285 ⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu2019/2/286原电池原理的应用锂电池发展中的化学电源2019/2/287(1)干电池-1：负极(Zn) ： Zn －2e- = Zn2+
正极(Cu) ：2NH4++2e- = 2NH3+ H2↑
总反应：
Zn + 2NH4+ = Zn2++ 2NH3+ H2 ↑
Zn2++ 2NH3 = Zn(NH3)2 2+
2MnO2 + H2 = 2MnO(OH)原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/288原电池原里的应用之一---制造电池：(1)干电池-2：负极(Zn) ：
Zn + 2OH- － 2e- = Zn(OH)2
正极(C ) ：
2MnO2 + H2O +2e- = 2Mn2O3 + 2OH-MnO2总反应： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 +2Mn2O3 2019/2/289(2)铅蓄电池：负极(Pb ) ：
Pb＋SO42-－2e? == PbSO4↓
正极(PbO2) ：
PbO2＋4H+＋SO42-＋2e? ==PbSO4↓＋2H2O
总反应：
PbO2＋ Pb＋2SO42 ＋4H+ = 2PbSO4↓ ＋2H2O原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/2810(3)锂离子电池：负极( Li) ：Li－e- == Li+
正极(MnO2) ：MnO2 + Li+ + e- == LiMnO2
总反应： Li+MnO2==LiMnO2原电池原里的应用之一---制造电池：2019/2/2811(4)氢氧燃料电池：酸性溶液：
负极(H2 ) ：2H2+- 4e- == 4H+
正极(O2) ：O2+ 4H+ +4e- == 2H2O
总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 原电池原里的应用之一---制造电池：碱性溶液：
负极(H2 ) ：2H2+4OH- - 4e- == 4H2O
正极(O2) ：O2+2H2O+4e- == 4OH-
总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 2019/2/2812例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，
乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原里的应用之二---比较金属活动性：2019/2/2813例2 ：
下列制氢气的反应速率最快的是纯锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；粗锌和18 mol/L 硫酸；C.纯锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原里的应用之三---比较反应速率：2019/2/2814例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)原电池原里的应用之三---比较反应速率：2019/2/2815问题讨论(1).(2).判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称并写出电极反应式。若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？原电池原里的应用之四---金属的腐蚀和防护：2019/2/2816(2) 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？2019/2/2817钢铁表面形成的微小原电池示意图2019/2/2818知识总结1、2、金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）㈠.金属腐蚀金属原子金属腐蚀的本质：3、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。2019/2/2819钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图2019/2/2820㈡钢铁腐蚀的防护：例6：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；B.D.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；（ D ）它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；2019/2/28212.金属表面覆盖保护层3.电化学保护法原理：原理 ：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化
物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。2019/2/2822牺牲阳极的阴极保护法示意图2019/2/2823练习下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2019/2/2824原电池小结定义形成条件正负极名称和电子流向判断工作原理（氧化还原反应，写电极反应式）应用分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液pH变化金属的腐蚀和防护原电池腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）题型（三点记住）2019/2/2825练 习1、 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 2019/2/28262、分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
（3）、溶液中发生反应的化学方程式：
3、镍—镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd, （ D ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+2019/2/28274.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素，其
一是： ，
其二是：
；5.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率2019/2/28284.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2O?H2CO3 ? H++HCO 3- 电极反应负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系1.化学电池是把化学能直接转化为电能的装置。其反应的基础是氧化还原反应。 2.一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用。而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。 3.从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属（或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。 4.家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃圾中，不仅污染环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量为30亿只，因疏于回收而丢失铜740吨，锌1.6万吨，锰粉9.7万吨。另外，普通干电池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染了土壤和水源，进入人类的食物链，就会发生“水俣病”（汞中毒）和“痛痛病”（镉中毒），这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很多人死亡。 为防止悲剧重演，我们应该把废旧电池与其他垃圾分开，集中回收。许多国家都很重视废旧电池的回收，如德国的很多商店要求顾客在购买电池时，同时要把废旧电池交回商店；日本的分类垃圾箱里有一种专门放废旧电池的黄色垃圾箱，垃圾箱的投入口有三个，分别标有普通电池、纽扣电池和其他电池。教材习题参考答案