年江苏省高一化学化学能与电能 新课标 人教 苏教.ppt

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1、第二节 化学能与电能高一化学备课组高一化学备课组2021/8/8 星期日1【教学目标教学目标】1.1.了解原电池原理，掌握正、负极的判断及构成原电了解原电池原理，掌握正、负极的判断及构成原电池的条件。池的条件。2.2.了解生活中常用的化学电源和新型的化学电池。了解生活中常用的化学电源和新型的化学电池。3.3.了解金属的电化学腐蚀及防护方法。了解金属的电化学腐蚀及防护方法。4.4.培养学生观察、设计实验能力，增强环保意识。培养学生观察、设计实验能力，增强环保意识。【重点】【重点】原电池原理原电池原理【难点】【难点】原电池设计原电池设计2021/8/8 星期日2 复习与回顾复习与回顾 1.什么是原

2、电池什么是原电池?将化学能转化成电能的装置。将化学能转化成电能的装置。2.构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？（1）有活泼性不同的两个金属电极）有活泼性不同的两个金属电极(或金属与能或金属与能导电的非金属导电的非金属)；（2）电解质溶液；）电解质溶液；（3）两电极形成闭合回路）两电极形成闭合回路 2021/8/8 星期日3 复习与回顾复习与回顾 原电池选用较活泼的金属作为负极，向外路提供原电池选用较活泼的金属作为负极，向外路提供电子，用相对不活泼的金属或非金属导体从外路获得电子，用相对不活泼的金属或非金属导体从外路获得电子，所以电子，所以所加入的电解质一般都能和负极材料发生所加入的

3、电解质一般都能和负极材料发生反应反应。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3.如何判断原电池的正极、负极？如何判断原电池的正极、负极？负极：负极：正极：正极：2021/8/8 星期日4【问题与思考】【问题与思考】1.1.、都是金属，把浸入的硝酸盐、都是金属，把浸入的硝酸盐溶液中，的表面有析出。与组成原电溶液中，的表面有析出。与组成原电池时，为电池的负极。、三种金属池时，为电池的负极。、三种金属的活动性顺序为（的活动性顺序为（）、2021/8/8 星期日5 如何设计一个原电池，使其原电池反应为如何设计一个原电池，使其原电池反应为 Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=2Fe

4、Cl=2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2?【问题与思考】【问题与思考】总的离子方程式总的离子方程式负极发生的反应负极发生的反应正极发生的反应正极发生的反应所需材料所需材料Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+2Fe2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2Fe2+2+CuCu棒，棒，C C棒，棒，导线导线，电解质溶液，电解质溶液（如（如FeClFeCl3 3溶液等）。溶液等）。2021/8/8 星期日6问题与思考问题与思考反应物反应物纯纯ZnZn、稀稀H H2 2SOSO4 4粗粗ZnZn、稀稀H H2 2SOS

5、O4 4纯纯ZnZn、稀稀H H2 2SOSO4 4几滴几滴CuSOCuSO4 4溶液溶液HH2 2的生的生成速率成速率慢慢快快快快为什么为什么H H2 2的生成速率不同？的生成速率不同？原电池反应的发生加快了氢气的生成速率。原电池反应的发生加快了氢气的生成速率。2021/8/8 星期日7原电池的应用：原电池的应用：1.1.加快反应的速率。加快反应的速率。2.2.制造各种化学电池。制造各种化学电池。如如干电池、蓄电池、充电电池等；干电池、蓄电池、充电电池等；2021/8/8 星期日81.最早使用的化学电池是哪种最早使用的化学电池是哪种?它有什么缺点？它有什么缺点？2.目前人们使用较多的化学电池

6、都有哪些？它们都具目前人们使用较多的化学电池都有哪些？它们都具有什么优点和不足？你了解它们的工作原理吗？有什么优点和不足？你了解它们的工作原理吗？二二.发展中的化学电源发展中的化学电源思考与讨论思考与讨论2021/8/8 星期日9负极（锌筒）：负极（锌筒）：正极（石墨）：正极（石墨）：Zn-2e=ZnZn-2e=Zn2+2+2MnO2+2NH4+2e=+2e=Mn2O3+2NH3 +H2OZn Zn+2NH4+2MnO2=Zn Zn2+2+Mn2O3+2NH3 +H2O 总反应：总反应：锌锌锰干电池的结构及工作原理锰干电池的结构及工作原理2021/8/8 星期日10负极（负极（PbPb）：）：

7、Pb-2e Pb-2e-+SO+SO4 42-2-=PbSO=PbSO4 4正极（正极（PbOPbO2 2）：）：PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2OO原电池反应：原电池反应：PbOPbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4+Pb=2PbSO+Pb=2PbSO4 4+2H+2H2 2OO铅蓄电池的工作原理铅蓄电池的工作原理2021/8/8 星期日11镍镉电池锂电池2021/8/8 星期日122021/8/8 星期日13 电池中含有大量的重金属电池中含有大量的重金属-如锌、铅、镉、汞、如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家

8、测试，一节钮扣电池能污染锰等。据专家测试，一节钮扣电池能污染6060万升水；万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，利用价值。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进渗出的重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物等，破坏人类的生存环境，间而进入鱼类、农作物等，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康，有的还能致癌。希望我们不接威胁到人类的健康，有的还能致癌。希望我们不要乱扔电池，而是及时回收。要乱扔电池，而是及时回收。2021/8/8 星期日

9、14能量转化率高可以持续使用燃料电池燃料电池2021/8/8 星期日15燃料电池的工作原理燃料电池的工作原理酸性条件：酸性条件：负极（负极（H2）：）：2H H2 2-4e=4H-4e=4H+正极（正极（O2）：）：O2+4H+4H+4e=2H4e=2H2 2OO碱性条件：碱性条件：负极（负极（H2）：）：2H H2 2+4OH-4e=4H+4OH-4e=4H2 2OO正极（正极（O2）：O O2 2+2H+2H2 2O+O+4e=4OH 4e=4OH 中性条件与碱性条件同中性条件与碱性条件同2021/8/8 星期日16 金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变成阳离金属原子失去电子变

10、成阳离子的过程。也就是说，金属在腐蚀过程中，发生了氧子的过程。也就是说，金属在腐蚀过程中，发生了氧化还原反应。化还原反应。即：即：M ne =Mn+金属腐蚀金属腐蚀金属或合金与周围接触到的气体或金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。如：铁生铁锈、液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。如：铁生铁锈、铜长铜绿、铝现白斑。铜长铜绿、铝现白斑。什么是金属腐蚀？生活中有哪些常见的金属腐蚀什么是金属腐蚀？生活中有哪些常见的金属腐蚀现象？现象？三三.金属腐蚀金属腐蚀2021/8/8 星期日17化学腐蚀化学腐蚀 金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质(如如O O2 2、ClCl2 2、SO

11、SO2 2等等)直接直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反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应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。反应。电化学腐蚀电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。蚀叫做电化学腐蚀。2021/8/8 星期日18 负极（负极（FeFe）：）：2Fe-4e 2Fe-4e =2Fe=2Fe2+2+正极（正极（C C）：）：2H 2H2 2O OO

12、O2 24e 4e =4OH=4OH FeFe2+2+与与OHOH-形成形成Fe(OH)Fe(OH)2 2，又被氧化成，又被氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3，分解后形成铁锈分解后形成铁锈FeFe2 2O O3 3.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。在潮湿的空气里，钢铁表面吸在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量膜里含有少量H H+和和OHOH，还溶，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢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铁里的铁和少量的碳恰

13、好形成无数微小的原电池。在这些原无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化：铁失去电子而被氧化：2021/8/8 星期日19化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件金属与接触的金属与接触的氧化剂反应氧化剂反应不纯金属或合金与电解不纯金属或合金与电解质溶液接触质溶液接触现象现象没有电流没有电流产生微弱电流产生微弱电流反应反应金属被氧化金属被氧化活泼金属被氧化活泼金属被氧化相相 互关互关 系系化学腐蚀与电化学腐蚀同步发生化学腐蚀与电化学腐蚀同步发生化学腐蚀与电化学腐蚀比较2021/8/8 星期日201.制成合金（不锈钢）制成合金（不锈钢

14、）内因。内因。2.在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层(电镀、油漆、钝化等电镀、油漆、钝化等)。3.电化学保护法电化学保护法(接上更活泼的金属接上更活泼的金属)。我们可以采用哪些措施来进行金属防护呢？为什我们可以采用哪些措施来进行金属防护呢？为什么镀锡铁在镀层破损后，生锈会更厉害？么镀锡铁在镀层破损后，生锈会更厉害？2021/8/8 星期日21问题与思考问题与思考下列叙述不正确的是（）下列叙述不正确的是（）.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍；金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍；.钢铁在干燥空气里不易腐蚀；钢铁在干燥空气里不易腐蚀；.用铝制柳钉来连接铁板，铁板易被腐蚀；用铝制柳钉来连接铁板，铁板易被腐蚀；.金属腐蚀本质是金属腐蚀本质是 ne=n+,而被耗损。而被耗损。C2021/8/8 星期日222021/8/8 星期日232021/8/8 星期日24