实验活动6化学能转化为电能课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、实验活动实验活动6 6化学能转化为电能化学能转化为电能课程学习目标课程学习目标认识原电池的构成要素及作用。认识原电池的构成要素及作用。2 2理解氧化还原反应在化学能转化为电能过程理解氧化还原反应在化学能转化为电能过程中的作用，体会化学的价值中的作用，体会化学的价值；1 1我们知道在化学反应中，化学能可以转化为电能，下面我们自己亲自动手，来制作原电池。实验现象：电流表指针不发生偏转，说明锌和铜接触不能发生反应，没有电流产生。一、对比实验1.用导线将电流表分别与芯片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转。A Cu3/27/20225实验现象：电流表指针不发生偏转，说明没有电流，

2、说明锌和石墨棒接触不能发生反应。.用导线将电流表分别与芯片、石墨棒相连接，使片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转。AZn 石墨电极材料电流表指针是否发生偏转 解释锌片、铜片不偏转两个相互连接的电极材料相互接触，并不能产生电流。锌片、石墨棒不偏转实验结论：说明只有电极材料相互接触并不能产生电流。实验结论：Zn实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H22.将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象。稀硫酸稀硫酸Zn2+e-e-Zn稀硫酸Cu实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2把

3、铜片插入稀硫酸，没有现象产生，铜和稀硫酸不反应。ZnZn2+e-e-将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，再插入铜片，观察现象。稀硫酸稀硫酸石墨棒ZnZn2+e-e-将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，再插入石墨棒，观察现象。实验现象：锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生，锌和稀硫酸发生了反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2把石墨棒插入稀硫酸，没有现象产生，石墨棒和稀硫酸不反应。3/27/202210电极材料实验现象解释锌片锌片逐渐溶解，有气泡产生Zn+H2SO4=ZnSO4+H2锌片、铜片锌片逐渐溶解，有气泡产生、铜片无现象Zn+H2SO4=ZnSO4+H2锌片、石墨棒锌片逐渐溶解，有气泡产生，石墨棒无现

4、象Zn+H2SO4=ZnSO4+H2实验结论：说明有电极材料和电解质溶液，但是不用导线连接，也不能产生电流。实验结论e-e-正极负极Zn2+H+H+H2H2Zn稀硫酸Cu实验现象：锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,铜四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。锌片（负极）：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+铜片（正极）：还原反应 2H+2e-=H2二、原电池实验1.以Zn-Cu(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象e-e-e-e-e-e-e-e-正极正极负极负极Zn2+H+H+H2H2Zn稀硫酸Cu实验现象：锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,石墨棒四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。

5、石墨棒（正极）：还原反应 2H+2e-=H22.以Zn-石墨棒(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象锌片（负极）：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+e-e-e-e-实验现象：铜片无现象，电流表指针不发生偏转,石墨棒四周无现象，说明没有产生电流，不能形成原电池。Cu稀硫酸石墨棒3.以Zn-石墨棒(稀硫酸)设计如图原电池，观察现象电极材料实验现象解释 锌片、铜片锌片、石墨棒铜片、石墨棒锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,铜四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。不能发生反应锌片不断溶解，电流表指针发生偏转,石墨棒四周不断产生气泡，说明产生了电流，形成了原电池。铜片无现象，电流表指针不发生偏转,石墨

6、棒四周无现象，说明没有产生电流，不能形成原电池。锌片：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+铜片：还原反应 2H+2e-=H2锌片：氧化反应 Zn-2e-=Zn2+石墨棒：还原反应 2H+2e-=H2实验结论：上面的三个实验表明，要构成原电池，需要满足以下条件：两种活泼性不同电极. （活泼性不同的金属或一种金属和另一种非金属导体）电极必须插入电解质溶液 。能自发的发生氧化还原反应。电极用导线相连构成闭合回路。原电池形成的必须条件：原电池的工作原理:外电路中：较活泼金属材料作负极，失去电子，发生氧化反应； 较不活泼金属材料作正极，得到电子，发生还原反应；电子从负极流向正极。 内电路中：电解质溶液内，阳

7、离子向正极移动，阴离子向负极移动，使电流通过电解质溶液。电流从正极流向负极。1.根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的操作注意事项。问题讨论 两种活泼性不同电极.（活泼性不同的金属或一种金属和另一种非金属导体）电极必须插入电解质溶液 。能自发的发生氧化还原反应。电极用导线相连构成闭合回路。原电池注意事项：两电极活泼型必须不同；其中一个电极必须和电解质溶液可以发生氧化还原反应； 电极用导线相连构成闭合回路；注意电流表不能接反。18Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上

8、得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应还原剂失去的还原剂失去的电子从锌极流电子从锌极流出出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向原电池工作原理192.能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？可以，因为铁片也可以和稀硫酸发生自发的氧化还原反应，并且铁片活泼性大于铜。负极反应：Fe2e- Fe2+； 正极反应：2H+ 2e- H2 总反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2例题.下列装置哪些可以形成原电池( )AAAAAAAZn CuFe C(石墨石墨) Zn CuZn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe CuSi C(石墨石墨) 稀H2SO4 CuSO4 溶

9、液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C DZn CuA稀H2SO4 CuSO4溶液 酒精 稀H2SO4 E F G HABC三、原电池原理的应用 1.设计原电池例题1、利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化还原反应设计原电池 。负极：Cu2e - = Cu2+ 氧化反应正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+还原反应2.用于金属的防护使被保护的金属处于正极，发生还原反应的一极得以保护。训练1利用反应Zn CuSO4 =ZnSO4Cu设计一个原电池。在图中方格内画出实验装置图，并指出正极为_，电极反应式为_；负极为_，电极反应式为_。碳棒、Cu、铂Cu2+ + 2e -

10、 =CuZnZn2e- Zn2+3、比较金属的活泼性例题2. 把A、B、C、D4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，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） ABCD ACDB CABD BACDABCDACDB 解析：选D。铝在氢氧化钠溶液中能反应生成氢气气体的金属，其他金属不反应，其活泼性不一定强，如Mg和Al。训练2.下列事实不能说明Al的金属活泼性比Cu强的是()A常温下将铝投入CuSO4溶液中B常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中C

11、常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中D常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中D(1) 对实验3完成下列填空： 铝为_极，电极反应式： _ 。 石墨为_极，电极反应式： _ 。(2) 实验4中铝作负极还是正极_，理由是_。写出铝电极的电极反应式：_编号 电极材料电解质溶液电子方向（外电路）1Mg、Al稀盐酸MgAl2Al、Cu稀盐酸AlCu3Al、C(石墨)稀盐酸AlC(石墨)4Mg、Al氢氧化钠溶液AlMg5Al、Zn浓硝酸AlZn负正负极在NaOH溶液中，活泼性AlMg2Al6e=2Al36H6e=3H2Al3e4OH=AlO2- 2H2O(3)解释实验5中电流计指针偏

12、向铝的原因：_ 。(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_。电极材料的活泼性电解质溶液的不同在浓硝酸中，Al发生钝化，活泼性ZnAl，Zn是原电池的负极编号 电极材料电解质溶液电子方向（外电路）1Mg、Al稀盐酸MgAl2Al、Cu稀盐酸AlCu3Al、C(石墨)稀盐酸AlC(石墨)4Mg、Al氢氧化钠溶液AlMg5Al、Zn浓硝酸AlZn化学腐蚀（次要） 金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。电化学腐蚀（主要）不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼

13、的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀，分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4、金属腐蚀在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化钢铁的吸氧腐蚀钢铁的两种电化学腐蚀：1、在中性或很弱的酸性溶液中（占主要），主要反应如下：、在中性或很弱的酸性溶液中（占主要），主要反应如下：正极：C 负极：Fe 电解质溶液：不纯的水负极：Fe 2e- = Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应：2Fe +

14、2H2O+O2=Fe（OH）2 Fe（OH）2 在空气中最后转化为Fe2O3在中性或很弱的酸性溶液中，钢铁的腐蚀叫吸氧腐蚀。2、在酸性溶液中，主要反应。负极：Fe 2e- = Fe2+ 正极：2H+ + 2e- = H2总反应：Fe+2H+=Fe2+H2在酸性溶液中，钢铁的腐蚀叫析氢腐蚀。例题：将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是() 5.加快氧化还原反应的速率 一个金属参加的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率大大加快。【解析】a中少量锌和硫酸铜反应，形成原电池，反应速率快，产生H2量少。A二、原电池的应用1.设计原电池；2.比较金属的活泼性；3.金属腐蚀一、构成原电池，需要满足以下条件：两种活泼性不同电极. （活泼性不同的金属或一种金属和另一种非金属导体）电极必须插入电解质溶液 。能自发的发生氧化还原反应。电极用导线相连构成闭合回路。