高一原电池.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2-2,化学能与电能,水力发电站,火力发电站,二次能源：,一次能源经加工、转换得到的能源。,一次能源：,直接从自然界取得的能源。,阅读教材,P39,资料卡片,蒸汽,电能,水能,风能,石油,天然气,原煤,指出下列哪些是二次能源？,一、化学能转化为电能,火力发电中能量是如何转化的呢？,燃烧,发电机,化学能,热能,机械能,电能,蒸汽,能不能直接转化？,提出问题,电源工作特点,电路中有,电流,通过,电子的定向移动,产生电流,氧化还原反应,中伴随电子得失,化学电池工作的机理必为氧化还原反应,氧化还原反应中,电子定向转移,电池为什么会产生电流？,提出问题,电池为什么会产生电流？,+,电解质溶液,Zn,C,电解质溶液,_,_,+,H,2,SO,4,溶液,探索电池结构,两个电极,电解质溶液,导线,Cu,(,活泼性,不同,),探索电池原理,实验,1,实验,2,实验,3,实验,4,实验现象,结论,Cu,片上有较多气泡，,Zn,片溶解。,电流计指针发生偏转,导线中有电流通过,Zn,片上有气泡,且溶解；,Cu,片上无现象,锌与稀硫酸反应,生成氢气,铜与稀硫酸不反应,电池为什么会产生电流？,Zn,片上有气泡,且溶解；,Cu,片上无现象,锌与稀硫酸反应,生成氢气,铜与稀硫酸不反应,铜片上产生氢气。,Cu,H,2,SO,4,Zn,H,2,探索电池原理,电池为什么会产生电流？,实验,2,实验,3,实验,现象,Zn,片上有气泡,且溶解,电流计指针发生偏转,Cu,片上有气泡，,Zn,片溶解,原 理 分 析,Zn+2H,=Zn,2,+H,2,2e,-,Zn,2+,H,+,e,-,SO,4,2-,SO,4,2-,H,+,e,-,Zn,2+,e,-,e,-,Zn,-2e-=,Zn,2+,2H,+,+,2e-=,H,2,（氧化）,（还原）,氧化、还原,同时同地,发生,Zn,-2e-=,Zn,2+,2H,+,+,2e-=,H,2,（氧化）,（还原）,氧化、还原,同时,不,同地,发生,Zn+2H,=Zn,2,+H,2,Zn,H,2,SO,4,H,2,结论：,e,-,可直接得失，亦可通过外电路得失。,一、原电池,(1),定义,:,化学能,转变为电能的装置,(2),实质,:,同时,不,同地,（,两极,）,的氧化还原反应。,两极名称,及反应式：,正极：,负极：,2H,+,+2e-,=H,2,（还原）,Zn,-2e-,=Zn,2+,（氧化）,总反应：,Zn,+2H,+,=,Zn,2+,+H,2,得出结论,较活泼金属,（失去电子发生氧化反应）,负极：,正极：,(3),电极的判断：,不活泼金属,（得到电子发生还原反应）,（或其它导体）,(4),电子的流向,:,从,负极,经过,外电路导线,流向,正极,e,-,Cu,Zn,e,-,I,_,+,SO,4,2-,H,+,(5),溶液中离子的流向,:,阴离子负极，,阳离子正极；,Zn,2+,C,H,2,SO,4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,小结：组成原电池的条件,2,、两种,活泼性,不同的金属（或一种是非金 属导体）作电极,3,、两电极均插入,电解质溶液中,4,、两极相连形成,闭合电路,1,、前提是发生自发的氧化还原反应,A,B,c,D,E,思考：下列装置能产生电流的是（）,H,2,SO,4,Zn,塑料,H,2,SO,4,Zn,Pt,F,Zn,Cu,H,2,SO,4,HCl,Zn,Cu,煤油,Zn,Cu,ZnSO,4,Zn,Cu,G,H,I,Zn,Cu,CuSO,4,Fe,Cu,H,2,SO,4,写出下列装置的电极反应式和总的离子方程式；,并指出正、负极及反应的现象。,知识应用,创新与实际应用,有,锌片、铜片、橘子、导线若干、电流表,，请你推断用上述物品是否能组成原电池，为什么？,原电池原理的应用,加快反应速率：,（,形成原电池反应，反应速率加快,）,例如，实验室制,H,2,时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量,CuSO,4,以加快反应速率。,揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。,钢铁中含有碳，可与,Fe,组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,制成合金，涂保护膜，牺牲阳极的阴极保护法,例,X,、,Y,、,Z,都是金属，把,X,浸入,Z,的硝酸盐溶液中，,X,的表面有,Z,析出，,X,与,Y,组成原电池时，,Y,是电池的负极。,X,、,Y,、,Z,三种金属的活动性顺序为,(),C,因为,X,置换出,Z,所以金属性,负极的金属较活泼,所以,判断金属活动性的强弱,一般说来,:,活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极,请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：,Fe+Cu,2+,=Cu+Fe,2+,设计成一个原电池。,1,、电解液：,。,2,、电极材,料：,正极,，负极,。,3,、,电极反应式,：,负极,:,.,正极,:,.,1,、电解液：,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液,2,、电极材料：,负极：铁，,正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属,Fe,2e,-,=Fe,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,制作化学电源,小结,化,学,能,与,电,间接：,直接：,化学能,燃烧,热能,蒸汽,机械能,发动机,电能,装置,原电池,1.,构成原电池的条件是什么？,3.,原电池的工作原理是什么？,什么是原电池？,4.,2.,将化学能转变为电能的装置,原电池的正负极和电子流向如何判断？,化学能与电能,第二课时,1,）化学电池有三大类型：,、,、,.,一次性电池 二次电池 燃料电池,2,）特点：,一次电池：不可充电，,如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）,二次电池：可循环利用，,放电过程是将,能转化为,能；,充电过程是将,能转化为,能。,燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，,最理想的燃料是,。,（,1,）产物为水，无污染,（,2,）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多,（,3,）来源广,化学 电,电 化学,H,2,二、发展中的化学电源,二、常见的化学电池,1.,干电池,(,一次性电池,),电极,:,Zn,为负极,碳棒为正极,电解液,：,NH,4,Cl,、,ZnCl,2,和淀粉糊,另有黑色的,MnO,2,粉末，,吸收正极产生的,H,2,，,防止产生极化现,象。,电极方程式：,负极,(Zn):,Zn,2e,-,Zn,2,正极,(C),：,2MnO,2,+2NH,4,+,+2e,-,=Mn,2,O,3,+2NH,3,+H,2,O,(1),锌锰干电池,(2),碱性锌锰干电池,随着用电器朝着小型化、多,功能化发展的要求，对电池的发,展也提出了小型化、多功能化发,展的要求。,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是,电解质溶液,由原来的中性变为离子导电性更好的,碱性,，,负极,也由锌片改为,锌粉,，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,2,、铅蓄电池（二次电池）,铅蓄电池,:,电极：,Pb,为负极,PbO,2,为正极,.,电解液,:,30%,的,H,2,SO,4,溶液,电极反应式,:,放电时：,为原电池,负极,(,Pb,),：,Pb,SO,4,2,-,2e,-,PbSO,4,正极,(PbO,2,),PbO,2,4H,SO,4,2,2e,-,PbSO,4,2H,2,O,总电池反应,:,PbO,2,Pb,2H,2,SO,4,2PbSO,4,2H,2,O,充电时：,为电解池,阴极,(,Pb,),：,PbSO,4,2e,-,Pb,SO,4,2,-,阳极,(PbO,2,),PbSO,4,2H,2,O,2e,-,PbO,2,4H,SO,4,2,总电解反应,:,2PbSO,4,2H,2,O,PbO,2,Pb,2H,2,SO,4,通电,3,、锂电池,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。,4,、新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。,氢氧燃料电池工作原理,氢氧,燃料电池,电极,:Pt,制作的惰性电极,反应原理,:,a.,电解质溶液,:KOH,溶液,负极,:,正极,:,总反应：,b.,电解质溶液,:,HCl,(,盐酸,),负极,:,正极,:,总反应：,2H,2,+4OH,4e,-,4H,2,O,O,2,2H,2,O,4e,-,4OH,2H,2,O,2,2H,2,O,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,2H,2,O,2,2H,2,O,优点：能量转化率高,对环境友好,能长时间供电,