苏教版高二化学选修 化学反应原理专题1第二单元化学能与电能的转化（共26张PPT）

(共26张PPT)
第二单元
化学能与电能的转化
原电池的设计及应用
一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因：
由于金和铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成原电池，产生微小的电流，使得格林太太头痛。因此，必须换掉其中一颗假牙。
构成原电池一般条件：
(2)
两电极
(3)电解质溶液
(4)形成闭合回路
(1)自发进行氧化还原反应
请用铜、锌、硫酸溶液制作原电池，并检测出电流。注意观察现象，给出合理的解释
动手试一试
氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
失e-,沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e-=H2↑
阴离子
阳离子
负极
正极
总反应：
复习
原电池的工作原理
原电池工作原理相当于将自发的氧化、还原两反应分割在正负两极同时、不同地进行，电子从负极定向流入正极，从而产生道路电流。原电池的作用是将化学能转化为电能。因此，理论上任何一个自发的氧化还原反应都可以分割为两半反应，设计为原电池。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可设计成
铜、锌原电池,那么能否根据
Zn+Cu2+=Zn2++Cu也设计一个
铜、锌原电池呢?
设计一
所选用电解质溶液___________
该原电池的负极____，负极反应____________
正极____，正极反应____________
（注意：A、B原电池即以A、B为电极材料。）
CuSO4溶液
Zn
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
Cu
除Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu两反应外,若保持电极材料不变，通过改变电解质溶液,
你能再设计一个铜.锌原电池吗?
设计二
现有试剂：
CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶
液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精
总反应式：________________________
选用的电解质溶液为___________
相应的半反应：负极_______________
正极_______________
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
FeCl3溶液
Zn-2e-=Zn2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu已经设计出了铜、锌原电池，若保持总反应不变,
通过改变电极材料,你能设计出别的原电池吗？
设计三
负极_____负极反应____________
正极_____正极反应____________
选用的电解质溶液_____________
Zn
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
C或Fe
CuSO4溶液
现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片
设计四
现在拓宽范围，请你利用所提供的试剂、材料设计各种原电池。（不能与前面的设计方案雷同，即避免再设计铜、锌原电池和总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu的原电池
）
总反应______
选用的电解质溶液____
正极材料____
正极反应____________
负极材料____
负极反应____________
请大家动手试一试
现有试剂：
CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、
NaOH溶液、
FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精
现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片
变形设计
原电池的两极是否
一定要插入同一池内?
根据这个构造图请大家动手制作该盐桥电池,并检测出电流
原电池要形成闭合
回路，往往是将两
电极插入同一池内
请用镁、铝作电极,设计一个原电池
所用电解质溶液
________
负极____
负极反应___________
正极____
正极反应___________
总反应
_______________
现有试剂：
CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶
液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精
H2SO4溶
液
Mg
Mg-2e-=
Mg2+
2H++2e-=H2↑
Al
Mg+2H+=Mg2++H2↑
请用镁、铝作电极,设计一个原电池
所用电解质溶液
________
负极___负极反应________________
正极___正极反应___________
总反应
________________________
现有试剂：
CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶
液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精
NaOH溶
液
Mg
Al-3e-+4OH-=
AlO2-+2H2O
2H++2e-=H2↑
Al
2Al+2OH-+2H2O=
2AlO2-+3H2↑
从以上两种镁、铝原电池中,你对原电池负极的判断有什么认识？
原电池一定要有活泼性不同的
两电极吗？
不一定。
因为原电池的电极材料本身可以不参加
反应，而只起到导电和做载体的作用。
例如燃料电池。
1.
今有2H2+O2===2H2O反应,
以H2SO4溶液作
导电物质构成燃料电池,则负极应通入___气,
正极通入___气,电极反应为:负极_______
正极_________反应后溶液的PH值_______
2.
如把H2SO4溶液改为KOH
溶液作导电物质
则电极反应:负极_____
正极_____
反应后溶液的PH值_____
3.
如把H2改CH4，以KOH溶液作导电物质则
电极反应为:负极________
正极________
总反应式_________
应用
在前面的实验中，大家有没有留意到不同的原电池产生的电流有大有小，这种差异传达了什么信息？
现在就请大家设计方案，用实验事实来说明影响铁的电化腐蚀的因素有哪些？
提示:设计几组对比实验,用电流大小来说明
金属中使用最广泛的莫过于钢铁了，但由于铁自身不能形成致密的氧化膜，我国每年因腐蚀而损失的铁占钢铁年产量的十分之一，这是一个非常惊人的数目。那你知道影响铁的电化腐蚀的因素有哪些吗？
金属的腐蚀包括哪两种？哪种腐蚀最常见也最严重？
1、电解质溶液相同时，正负极材料活泼性差异越大,
产生的电流越大，铁的腐蚀也越严重。
如电解质溶液为CuSO4溶液时:
负极
正极
电流大小
Fe
铜棒
小
碳棒
大
2、正极材料相同时，电流大小与电解质溶液的
性质（种类、浓度）有关。以Cu-Fe原电池为例
电解质溶液
电流大小
原电池总反应
1mol/L硫酸溶液
大
Fe+2H+=Fe2++H2
1mol/LNaCl溶液
小
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
酒精
无
电解质溶液
电流大小
1mol/L硫酸溶液
大
极稀的硫酸溶液
小
1、原电池原理：牺牲阳极的阴极保护法
2、电解池原理：与电源负极相连的阴极保护法
1.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（
）
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液
D
2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在6500C下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式
阳极反应式:2CO+2CO32-
-
4e-==4CO2
阴极反应式_______________________
总反应式_______________________
3.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入Ｂ的盐溶液里，无明显变化。如果把铜盐浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：
（
）
（A）
D
C
A
B
（B）
D
A
B
C
（C）
D
B
A
C
（D）
B
A
D
C
B
[制作电池]：
若能形成原电池，想一想，为什么？
请同学们课后用镁条、锌片、铜片、番茄、桔子等和若干导线组成原电池，用音乐卡测试能否产生电流。请尝试怎样才能使音乐卡更响。
[社会调查]：调查市场上常见的化学电池的种
类，讨论它们的工作原理、生产工艺和回收价值。
课后实践
[分析电池]：请找出不同的废旧电池进行解剖，找出正负极材料，写出电极反应和总反应。
生活中我们常使用各种各样的电池。
电子表、电子计算器、
MP3、随身听、手掌机、
数码相机、电动玩具、
电瓶车、摩托车、汽车、
助听器、心脏起搏器、
宇宙飞船、人造卫星等。
Bye!