1、第二节第二节 化学能与电能化学能与电能第一课时第一课时原电池原电池 电能是现代社电能是现代社会中应用最广泛、会中应用最广泛、使用最方便、污染使用最方便、污染最小的一种二次能最小的一种二次能源，又称为电力。源，又称为电力。一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化2001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图估计在估计在2050年火电仍居首位年火电仍居首位火电，又称为火电，又称为火力发电。那火力发电。那么，火究竟是么，火究竟是如何转化为电？如何转化为电？1、火力发电的原理分析、火力发电的原理分析化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发电机发电机电能电能化石燃料化石燃料火力发
2、电的利与弊火力发电的利与弊讨论：讨论：存存在在缺缺点点排出大量温室气体排出大量温室气体可能导致酸雨可能导致酸雨能量转化效率低能量转化效率低煤炭是不可再生资源煤炭是不可再生资源优点优点投资少、建厂快、技术成熟、安全可靠投资少、建厂快、技术成熟、安全可靠从我国的国情出发，分析火力发电的利与弊。从我国的国情出发，分析火力发电的利与弊。化学能化学能 电能电能？电流：电子的定向移动或者自由离子的定向移动。电流：电子的定向移动或者自由离子的定向移动。氧化还原氧化还原反应反应化学能化学能电能电能电子的定向性移动电子的定向性移动热热能能机机械械能能电电能能推导、猜想推导、猜想氧化反应氧化反应还原反应还原反应还
3、原剂还原剂氧化剂氧化剂失失e-化学能化学能 实验探究实验探究实验操作现象结论或解释 锌片上有气泡锌片上有气泡铜片无明显现象铜片无明显现象铜与稀硫酸不反应铜与稀硫酸不反应铜片上有气泡铜片上有气泡?电流计指针偏转电流计指针偏转导线中有电流通过导线中有电流通过锌与稀硫酸反应锌与稀硫酸反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2铜片上有气泡铜片上有气泡ZnZn逐渐溶解逐渐溶解ZnZn逐渐溶解逐渐溶解化学能转变为电能的装置化学能转变为电能的装置一、原电池一、原电池1、原电池定义：、原电池定义：2、原电池的工作原理：、原电池的工作原理：电极电极电极材料电极材料电极反应电极反应反应类型反应类型总反应总反应负极负极
4、正极正极锌片锌片 Zn-2e-=Zn2+氧化反应氧化反应 铜片铜片 2H+2e-=H2 还原反应还原反应 电子由锌片经外电路流向铜片电子由锌片经外电路流向铜片 Zn+2H+=Zn2+H2（负极（负极正极）正极）电子流向：电子流向：负极上负极上还原性较强的物质还原性较强的物质失去电子失去电子发生发生氧化反应氧化反应，电子从负极经外电路流向正极，电子从负极经外电路流向正极，正极上正极上氧化性较强的物质氧化性较强的物质得到电子得到电子发生发生还原反应还原反应。电极名称电极名称：负极负极：正极正极：（较活泼金属）（较活泼金属）负极负极正极正极1799年，伏打年，伏打(意大利意大利)发明此电池。后人将其
5、发明此电池。后人将其命名为命名为 “伏打电池伏打电池”电子流出的一极电子流出的一极电子流入的一极电子流入的一极（较不活泼金属（较不活泼金属 或惰性电极）或惰性电极）电极反应电极反应强调强调:（以（以CuZn原电池为例）原电池为例）Zn-2 e-=Zn2+2+2H+2e-=H2e-微粒微粒定向移动方向定向移动方向：原电池原电池电子：电子：离子：离子：电流：电流：原电池反应本质：原电池反应本质：反应。反应。内电路：阳离子向内电路：阳离子向_极移动极移动,阴离子向阴离子向_极移动。极移动。正极正极 负极负极经过经过导线导线外电路：电子外电路：电子从从 到到 。经过经过导线导线 原电池的工作原理：原电
6、池的工作原理：借助一个装置，把氧化还原反应拆借助一个装置，把氧化还原反应拆分成两半，分别在两个电极上进行，使化学反应中转移的分成两半，分别在两个电极上进行，使化学反应中转移的电子在导线中产生定向移动而形成电流，实现化学能转化电子在导线中产生定向移动而形成电流，实现化学能转化为电能。为电能。负极负极正极正极正极正极负极负极电子运动的方向与电流的方向相反。电子运动的方向与电流的方向相反。氧化还原氧化还原ZnCu-+稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸-+-+-+A判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法1 1、由组成原电池的两极材料判断：、由组成原电池的两极材料判断
7、：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极2 2、根据电流方向或电子流动方向判断：、根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。3 3、根据原电池两极发生的变化来判断：、根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。4、电极反应现象电极反应现象 不断溶解，质量减少为负极；不断溶解，质量减少为负极；有气体产生有气体
8、产生,或质量增加或不变为正极。或质量增加或不变为正极。1 1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（极流向右边一极的是（）稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnZnZn(A)(A)稀稀H H2 2SOSO4 4CuCuZnZn(B)(B)稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnC C(C)(C)C如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐极逐渐变粗，变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一组（应是下列各组中的哪一组（）A A、A
9、A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB BD硫酸铜ZnFeA硫酸铜ZnCAFeCA硫酸铜-+-+-+把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为为负极；负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到
10、到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a BZnZnZnZn硫酸铜硫酸铜 AA AC CZnZn酒精酒精 BA AZnZnC C硫酸铜硫酸铜硫酸锌硫酸锌 CA A3.3.构成普通原电池的（一般）条件构成普通原电池的（一般）条件 两种活动性不同的金属两种活动性不同的金属作电极作电极 (其中一种也可以是非金属导体其中一种也可以是非金属导体,如如:石墨石墨)两电极浸入电解
11、质溶液中两电极浸入电解质溶液中两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路C CZnZn硫酸铜硫酸铜 EA A 思考思考：判断下列装置能否产生电流：判断下列装置能否产生电流?(4)(4)要有一个能自发进行的氧化还原反应要有一个能自发进行的氧化还原反应AgAgCuCu稀硫酸稀硫酸 DA A负极负极正极正极1.1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是()()ZnCuH2SO4AZnCuCuSO4AZnCu酒精ZnH2SO4ACuH2SO4判断下列装置是否构成原电池？判断下列装置是否构成原电池？AlAl塑料塑料稀硫酸稀硫酸ZnZnCuCu蔗糖溶液蔗糖溶液AgAgCuCuC
12、uSO4CuSO4溶液溶液FeFeCuCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸碳碳稀硫酸稀硫酸锌锌负极负极正极正极C CCuCu稀硫酸稀硫酸 MgMgNaOH溶液溶液AlAlMgMg稀盐酸稀盐酸AlAl正极正极正极正极负极负极负极负极注意：正确书写电极方程式的方法注意：正确书写电极方程式的方法较活泼的金属（负极）失去电子，发生氧化反应。较活泼的金属（负极）失去电子，发生氧化反应。溶液中某微粒在正极上得到电子，发生还原反应。溶液中某微粒在正极上得到电子，发生还原反应。2 2、两电极方程式中要满足得失电子数守恒，、两电极方程式中要满足得失电子数守恒，总反应式是正、负极反应的加和。总反应式是正、负极反应的加和。
13、练习：写出下列电极反应和总反应方程式练习：写出下列电极反应和总反应方程式AlAlCuCu稀硫酸稀硫酸ZnZnCuCu硫酸铜硫酸铜3 3、用、用“=”=”不用不用“”。有气体打有气体打“”，有固体不用，有固体不用“”。负极：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：正极：6H+6e-=3H2总反应：总反应：2Al+6H+=2Al3+3H2 负极：负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：Cu2+2e-=Cu总反应：总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu负极负极:Zn 2e-=Zn2+正极正极:2H+2e-=H2总总:Zn+2H+=Zn2+H2H2SO4CuZn1、首先判断正负极、首先判断正负极 试将下列
14、两个氧化还原反应分别设计成两个原电池。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池。指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。式、总反应式。画出原电池的构造图。Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+4、设计原电池、设计原电池ZnZnCAgNO3溶液溶液 CFe FeCl3溶液溶液或或 Fe2(SO4)3溶液溶液（或Fe Cu等）负极：负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：2Ag+2e-=2Ag总：总：Zn+2Ag+=Zn2+2Ag负极：负极：Fe 2e-=Fe 2+正极：正极：2Fe3+2e-=2Fe2+总：总：2Fe3+Fe=3Fe2+生活中的原电池生活中的原电池
