专题１化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第１课时

课件29张PPT。第二单元 化学能与电能的转化(第一课时:原电池的工作原理)南靖一中 沈建忠学习目标:
1、使学生理解原电池原理；
2、使学生掌握原电池的形成条件。
教学重点、难点：
1、原电池原理；
2、原电池形成条件。(课堂导入)（通过动画实验探究：
原电池定义）2、构成原电池的条件：（1）、有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。（2）、电极材料均插入电解质溶液中(能发生氧化还原反应）。（3）、两极相连形成闭合电路。两极一液一连线一、原电池的工作原理
1、原电池的定义：
将氧化还原反应的化学能转化为电能的装置。注意：
、原电池中，负极的金属性比正极金属性强；
、原电池中，电极可能与电解质反应，也可
能不反应。如：电极Fe、C，电解质是NaCl溶液。
、形成 闭合回路的方式有多种，可以是导线
连接两个电极，也可两电极接触。
、有的原电池产生的电流大，可对外做功；有
的原电池，电极上发生的反应很
慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功；如：
电极Fe、C，电解质是NaCl溶液。
练习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由．①②③(×)(×)(∨)④(∨)⑤(∨)、(∨)3、原电池的电极名称及电极反应：①材料种类：②负极：失电子－－还原剂，发生氧化反应；　③正、负极的判断方法：正极：得电子－－氧化剂，发生还原反应；金属—金属（活泼性不同）；
金属—非金属；金属—金属氧化物等。（１）、原电池的电极a.由组成原电池的电极材料判断
一般 负极－ 的金属
正极－ 的金属
或 导体，以及某些金属
氧化物
可以理解成： 与电解质溶液反应 练习：Mg-Al-H2SO4中 是正极，
是负极
Mg-Al-NaOH中 是正极 是负极MgAlAlMg 活泼性强活泼性弱非金属负极b.根据电子（电流）流动的方向判断
电子－－由 流出，流入 ；
电流－－由 流出，流入 。负极正极正极负极c.根据电极反应类型判断
负极－－ 电子，发生 反应
正极－－ 电子，发生 反应 失得氧化还原d.根据电解质溶液离子移动的方向判断
阴离子－向 极移动（负极带正电荷）
阳离子－向 极移动（正极带负电荷） 负正e.根据电极现象来判断
负极－－ ；
正极－－ ；牺牲、溶解增重、气泡f.燃料电池中
燃料在 反应
氧化剂在 反应 负极正极（２）、电极反应式负极：Zn－2e-＝Zn2+正极：2H++2e-＝H2↑总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？教学过渡引入单液原电池双液原电池（使用盐桥）探究一：预测Ｐ１3[实验1] 的现象和结论 现象:锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.结论:Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu二、双液原电池工作原理探究二：预测Ｐ１3[实验2] 的现象和结论 现象:锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.结论:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu１、盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell）２、盐桥的作用：
使Cl-向锌盐方向移
动，K+向铜盐方向移动，
使Zn盐和Cu盐溶液一直
保持电中性，从而使电
子不断从Zn极流向Cu
极。3、意义：随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。 4、原电池原理的应用
（1）、加快某些反应；如：Zn与稀硫酸
反应滴入CuSO4溶液；
（2）、制造新的化学电源；
（3）、金属的防腐。知识拓展： 原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应就是半反应,即电极反应。所以半电池又叫电极。12 原电池的表示方法：
(-)Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu(+)
“|”表示液-固相有一界面；
“‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。练习⒈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↑
⑤④(∨)(∨)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+FeSO4 ⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(∨)负极：正极：总反应：Fe－2e- ＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝ Fe2++H2↑或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑2、利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 参考答案 3、试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池⑴Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵2Fe3++Fe=3Fe2+(-) Zn∣AgNO3∣Ag (+)(-) Fe∣Fe2(SO4)3∣C (+)4.依探究实验2的原理，按:Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag 的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图。 或 (-) Zn∣ Zn( NO3)2 ‖ AgNO3∣C (+)或 (-) Fe∣Fe2+ ‖ Fe3+ ∣C (+)完成Ｐ１４页：活动与探究 形形色色的电池小结2. 两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路;把化学能直接转化为电能的装置。1.有两块金属(或非金属)导体作电极;二.构成原电池的基本条件：一.原电池：3.有可自发发生的氧化还原反应。三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：1. 用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子; 用氧化性较强的物质作正极,并在正极得到电子;2. 原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。1.关于原电池的叙述中正确的是（ 　　 ）
构成原电池两极的必须是两种不同金属
内电路阳离子移向的一极为正极，外电路电子流出的一极为负极
原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出
原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原
2.判断下图装置，哪些能形成原电池（ 　）
3.发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是（ 　　　　）
A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H＞0
B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H＜0
C、4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)　　△H＜0
D、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　　△H＜0B AEC D 随堂检测4.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是5。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池⑴Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵2Fe3++Fe=3Fe2+( D )( Zn∣AgNO3∣C )( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；
B. 保持平衡状态；
C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜； 任一自发的氧化还原反应都可以组成一个原电池。６.某原电池总反应式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能实现该反应的原电池是( 　　　 )
７.将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。B ①Mg—Al—稀H2SO4原电池：
负极（Mg）：Mg-2e-=Mg2+（氧化反应）
正极（Al）：2H++2e-=H2↑（还原反应）
电池反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑
②Al—Mg—NaOH原电池：
负极（Al）：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O（氧化反应） 正极（Mg）：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-（还原反应）
电池反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ８、 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 B