人教版高一上册化学课件《原电池原理及应用》.ppt

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1、一、一次能源与二次能源一、一次能源与二次能源一次能源：一次能源：直接从自然界获取的能源称一次直接从自然界获取的能源称一次能源。如流水、风力、原煤、石能源。如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀等。油、天然气、天然铀等。二次能源：二次能源：一次能源经过加工、转换得一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。如：到的能源称为二次能源。如：电力、蒸汽等电力、蒸汽等火力发电厂工作原理火力发电厂工作原理 火力发电厂能量转化：火力发电厂能量转化：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机火力发电的优点与缺点：火力发电的优点与缺点：优点：优点：1、我国煤炭资源丰富廉价方便、我国

2、煤炭资源丰富廉价方便2、电能清洁安全，又快捷方便，、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间节省时间缺点：缺点：1、排出大量温室效应气体（、排出大量温室效应气体（CO2）和废气（和废气（SO2），），能导致酸雨能导致酸雨2、产生废渣（有毒金属和致癌、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液化合物）、废液3、能量转化效率低。、能量转化效率低。一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化 化学能化学能（燃料）（燃料）热热能能机械能机械能电电能能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机（蒸汽轮机）（蒸汽轮机）（2）存在的问题：）存在的问题：经多次转换，能量损耗大，燃料的利经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；

3、用率低；环境污染环境污染严重。严重。（1）能量转换：）能量转换：1、火力发电、火力发电（3）燃烧的本质是）燃烧的本质是氧化还原反应氧化还原反应，而氧化，而氧化还原反应的本质是还原反应的本质是电子转移电子转移。思考：能否将化学能直接转化为电能？思考：能否将化学能直接转化为电能？将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯一个电流表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯中，观察现象。中，观察现象。现象现象铜片铜片锌片锌片电流表电流表铜片表面有气泡产生铜片表面有气泡产生锌片不断溶解锌片不断溶解电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转实验分析：实验分

4、析：锌片：锌片：铜片：铜片：Zn 2e =Zn2+（发生氧化反应）（发生氧化反应）2H+2e H2（发生还原反应）（发生还原反应）负极负极正极正极原电池：原电池：Zn 2H+Zn2+H2定义：将化学能转变为电能的装置定义：将化学能转变为电能的装置总反应：总反应：学与问：学与问：根据电学知识，你知道电子是怎样流动根据电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？的吗？你如何判定装置的正、负极？负极：较活泼的电极，电子流出的极，负极：较活泼的电极，电子流出的极，失去电子，发生氧化反应失去电子，发生氧化反应正极：较不活泼的电极，电子流入的极，正极：较不活泼的电极，电子流入的极，得到电

5、子，发生还原反应得到电子，发生还原反应负极负极正极正极e-e-氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌铜锌原电池原电池电解质溶液电解质溶液失失e,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？(1)两电极两电极活泼性活泼

6、性不同不同的的两种金属两种金属或者或者一种金属一种金属与与一种非金属导体一种非金属导体(如石墨如石墨)用导线连接或直接接触。用导线连接或直接接触。或者或者一种金属一种金属与与一种氧化物一种氧化物等等 电解质溶液电解质溶液 闭合回路闭合回路 酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化氧化还原还原反应反应2、原电池、原电池（1）定义：）定义：将化学能转变成电能的将化学能转变成电能的装置装置叫做叫做原原电池电池。较活泼较活泼金属金属较不活较不活泼金属泼金属负负 极极正正 极极发生氧化反应发生氧化反应发生还原反应发生还原反应e-I I实验实验2-4（工作原理工作原理）现象：现

7、象：锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表的指针发生偏转。表的指针发生偏转。结论：结论：电路中有电流通过，化学能转变成了电能。电路中有电流通过，化学能转变成了电能。电子流出，电流流入电子流出，电流流入电子流入，电流流出电子流入，电流流出（2）电极名称：）电极名称：模拟动画模拟动画（3）电极反应式）电极反应式负极：负极：Zn 2e-=Zn2+氧化反应氧化反应正极：正极：2H+2e-=H2 还原反应还原反应（4）总反应式（两个电极反应之和）总反应式（两个电极反应之和）Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4(稀稀)=ZnSO4+H2原电池反应的本质是原电池反应

8、的本质是:氧化还原反应。氧化还原反应。（5）原电池原理：负极）原电池原理：负极发生氧化反应，发生氧化反应，正正极极发生还原反应，电子从发生还原反应，电子从负极负极经外电路流向经外电路流向正极正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。，从而产生电流，使化学能转变成电能。（电流方向呢？）（电流方向呢？）思考：思考：什么类型的化学反应可设计成原电池？什么类型的化学反应可设计成原电池？理论上讲，常温下可自发进行的理论上讲，常温下可自发进行的氧化氧化还原反应还原反应都能设计成原电池。都能设计成原电池。（6）原电池组成条件）原电池组成条件 两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属（或其中一（或其中一种为能导

9、电的非金属，如种为能导电的非金属，如“碳棒碳棒”）作电作电极极 其中较活泼金属为负极。较不活泼金其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（属（或非金属）为正极（正极一般不参与正极一般不参与电极反应，只起导电作用电极反应，只起导电作用）。）。电解质溶液（做原电池的内电路，电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）并参与反应）形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生能自发地发生氧化还原反应氧化还原反应两极一液一连线两极一液一连线练习练习下列装置中属于原电池的是：下列装置中属于原电池的是：ZnZnZnZnZnC（石墨石墨）CFePbFeCuCuFeC稀稀H2SO4稀稀H2SO4HCl溶液溶

10、液稀稀H2SO4稀稀H2SO4稀稀H2SO4CH3COOH溶液溶液CuCl2溶液溶液 CuCl2溶液溶液酒精酒精负极负极（Fe）：）：Fe-2e-=Fe2+正极正极(C)：2H+2e-=H2 总反应式：总反应式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2电极反应式：电极反应式：负极负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+正极正极(Pb)：2H+2e-=H2总反应式：总反应式：Zn+2CH3COOH=(CH3COO)2Zn+H2负极负极(Fe)：Fe-2e-=Fe2+正极正极(Cu)：Cu2+2e-=Cu 总反应：总反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu练练习习1 1、判断下列装置是否是原电池？请说明理由

11、；、判断下列装置是否是原电池？请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总总反应反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4()思考：思考：Zn和稀和稀H2SO4制制H2时，为加快反应时，为加快反应常加入少量常加入少量CuSO4溶液，为什么？溶液，为什么？（7

12、）原电池原理的应用）原电池原理的应用制作化学电源制作化学电源加快反应速率：加快反应速率：例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀池反应而使钢铁遭到腐蚀 防止钢铁腐蚀：防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如更活泼的金属（如Zn），组成原电池后

13、，），组成原电池后，使使Fe成为原电池的正极而得到保护。成为原电池的正极而得到保护。钢铁的钢铁的析氢析氢腐蚀：负极：腐蚀：负极：Fe 2e-=Fe2+正极：正极：2H+2e-=H2钢铁的钢铁的吸氧吸氧腐蚀：腐蚀：负极：负极：2Fe 4e-=2Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？2.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，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溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；