化学能转化为电能（教案）.docx

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1、1.3 化学能转化为电能第三节 化学能转化为电能电池第一课时 原电池的工作原理【学习目标】1、以铜锌为例，从分析氧化复原反响的实质入手，领悟原电池的工作原理。2、通过电子的得失很简洁书写电极反响和电池反响。3、生疏金属腐蚀的危害，通过试验探究防止金属腐蚀的措施。4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。一、原电池原理：1、活动探究实验步骤现象1、锌片插入硫酸铜2、锌片和铜片上端连接在一起插入硫酸铜2、依据铜锌原电池，填写下表：1 / 13电极电极材料负极正极电极反响反响类型 得失电子的粒子电子流淌方向总反响： 归纳：1、在硫酸铜溶液作电解质溶液的铜锌原电池中，锌作极，发生反响

2、， 电极反响式为：，该极质量；铜作极，发生反响，反响式为：，该极质量。在外电路中，电子由-释放，经沿导线流入，电解质溶液中的移向正极，在其外表得电子被其总电池反响式为：2、原电池：利用氧化复原反响将 能转化为 能的装置称为原电池。其中， 电子流出的一极是 极，该极上发生 反响，电子流入的一极是 极，该极上发生 反响。3、原电池的构成条件：图中所示装置属于原电池的是().总结：要有两种活泼性不同的金属或一种和一种作两个电极；要有溶液；构成闭合回路；能自发的发生反响。例题一：一个原电池的总反响的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该原电池的组成正确的选项是ABCD正极ZnAgCuCu负极Cu

3、CuZnZn电解质溶液CuClH S024CuSO 4FeCl22例题二：请将氧化复原反响：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成原电池4、原电池正负极判定方法1依据原电池两极材料： 作负极K、Ca、Na 太活泼，不能作电极； 作正极。（2） 依据电流方向或电子流向：电流外电路由流向；电子则由 经外电路流向原电池的。（3） 依据内电路离子迁移方向：流向正极，流向负极。（4） 依据原电池中反响类型：正极：电子，发生，现象是伴随金属的析出或H2 的放出。负极：电子，发生，现象是电极本身的消耗，质量减小。二、对锌铜原电池工作原理的进一步探究锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，假设用它做电源， 不

4、但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。所以作如下改进:试验现象：有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？ 参考教材 21 页得出结论盐桥的作用：（1） 。（2） 。上述原电池装置是将什么反响的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反响式以及该电池的总反响方程式。负极锌片： 反响正极铜片： 反响电池反响总化学方程式 三、原电池的表示式p22 资料在线电池符号： Zn ZnSO CuSO Cu44 极盐桥 极四、原电池的

5、主要应用：1. 利用原电池原理设计型化学电池；2. 转变化学反响速率，照试验室用粗锌与硫酸反响制取氢气；3. 进展金属活动性强弱比较；4. 电化学保护法，马上金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器外表镀锌。(第三课时讲)【 课后练习】1、原电池工作时A、正极发生氧化反响C、电子从正极流出B、负极发生氧化反响D、负极质量肯定减轻2、如以下图的装置能构成原电池并产生较强的电流的是3、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，以下各表达正确的选项是A、正极四周 SO 2的浓度渐渐增大4C、负极四周 SO 2的浓度渐渐增大4B、负极四周 SO 2的浓度渐渐减小4D、正极四周 SO 2的浓度根本不变

6、44、说明金属甲比乙的活动性强的表达不正确的选项是A、甲能与 稀盐酸反响生成H 而乙不能2B、将甲、乙组成原电池，甲为负极C、在氧化复原反响中甲比乙失去电子多 D、在氧化复原反响中甲比乙简洁失去电子5、以下关于试验现象的描述不正确的选项是 A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片外表消灭气泡 B用导线连接锌片和铁片，浸入氯化铁溶液中，锌片的质量会减小C把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片外表消灭一层铁 D把锌料放入盛有盐酸的试管中，参加几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快G6、如右图所示，电流表 G 发生偏转，同时 A 极质量增加，B 极质量削减，C 为电解质溶液。则A.B.C 分别为A、 A 是 Z

7、n，B 是 Cu，C 是稀硫酸ABB、 A 是 Cu，B 是 Zn，C 是稀硫酸C、 A 是 Fe，B 是 Ag，C 是稀AgNO 溶液3D、 A 是 Ag，B 是 Fe，C 是稀AgNO 溶液37、有 A.B.C.D 四种金属。将A 与 B 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B 为正极。将 A.D 分别投入等浓度盐酸中，D 比 A 反响猛烈。将铜浸入B 的盐溶液里，无明显变化。假设把铜浸入C 的盐溶液里，有金属C 析出。据此推断它们的活动性由强到弱的挨次是 A.DCABB.DABCC.DBACD.BADC8、用铁片和稀硫酸反响制取氢气时，以下措施不能氢气生成速率加大的是1.3 化学能转化为电

8、能A.对该反响体系加热B.不用稀硫酸，改用 98%浓硫酸C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片，该用铁粉其次课时 化学电源一、化学电池1概念： 2分类： 二、一次电池一般锌锰电池-干电池干电池是用锌筒外壳作负极，位于中心的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨四周填充 ZnCl ，NH Cl 和淀粉糊作电解质，还填有MnO黑色粉末242负极： 正极： 电池反响：缺点： 三、二次电池1、铅蓄电池正极棕褐色的 PbO ，负极是海绵状的金属铅，两极均浸入 H SO 溶液中，且两极224间用微孔橡胶或微孔塑料隔开放电时：负极：Pb + SO 2-2e-= PbSO44正极：PbO + 4H+ SO 2-+2e

9、-= PbSO +2H O2442当放电进展到 H SO 的浓度降低，溶液的密度达 1.18g/cm3 时应停顿使用， 蓄电池放24电的总化学方程式： .蓄电池充电的总反响式： 2PbSO 2H O =PbO Pb2H SO42224你能不能写出充电时的电极反响？5 / 131.3 化学能转化为电能阳极材料电极反响：阴极材料电极反响：2、银锌蓄电池银锌电池是一种高能电池，正极由Ag O 和少量石墨组成的正极活性材料，负极填2充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH 浓溶液负极：Zn2OH-2e- Zn(OH)2正极：Ag OH O2e- 2Ag2OH-22放电的总化学方程式： 10 / 1

10、3放电总反响式：ZnAg OH OZn(OH)2Ag222充电四、燃料电池1. 氢氧燃料电池：电极材料是多孔镍电极，它工作时电池反响式为：2H +O =2H O,电解质可用 KOH222或 H SO24（1） 碱性介质负极： 正极： 总反响：（2） 酸性介质：负极： 正极： 总反响：例 12023 年天津高考理综题以下图为氢氧燃料电池原理示意图，依据此图的提示，以下表达不正确的选项是 ()Aa 电极是负极Bb 电极的电极反响为：4OH-4e-= 2H O+O 22C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将复原剂和氧化剂全部贮存在电池内的型发电装置例 22023 年江

11、苏高考化学题碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反响式为：Zn(s)+ 2MnO (s) + H O(l) =Zn(OH) (s) + Mn O(s)22223以下说法错误的选项是 A. 电池工作时，锌失去电子B. 电池正极的电极反响式为：2MnO (s)+H O(1)+2e- = Mn O (s)+2OH-(aq)2223C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过O.2mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g【课后练习】1. 废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是 A. 锌 B汞

12、 C石墨 D二氧化锰2. 空气-锌电池的电极反响为：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H O2石墨：O +2H O+4e-=4OH-依据此推断，锌片是22A. 负极，并被氧化 B负极，并被复原 C正极，并被氧化 D正极，并被复原3. 有人设计出利用CH4 和O2 的反响，用铂电极在KOH 溶液中构成原电池。电池的总反响类似于CH 在O 中燃烧，则以下说法正确的选项是42每消耗 1molCH4可以向外电路供给 8mole-负极上CH 失去电子，电极反响式CH +10OH-8e-=CO 2-+7H O4432负极上是O 获得电子，电极反响式为 O +2HO+4e-=4OH-222电池放电后，溶液

13、PH 不断上升A.B.C.D.4、锂电池是一代型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反响为Li + MnO =LiMnO ,以下说法正确的选项是22A、 Li 是正极，电极反响为Li e- = Li+ B、 Li 是负极，电极反响为Li e- = Li+C、 Li 是负极，电极反响为MnO2+ e- = MnO 2D、 Li 是负极，电极反响为Li 2e- = Li2+52023 年全国高考理综题熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li CO 和Na CO 的熔融盐 混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 的混23232合

14、气体为阴极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池，完成有关的电池反响式：阳极反响式：2CO+2CO 2-4e-= 4CO32阴极反响式： 电池总反响式： 6. 近年我国首创以Al-空气-海水为能源的型电池，以海水为电解液靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流其工作时电极总反响式为：4Al +3O+ 6HO = 4Al(OH) ；请推断：（1） 原电池的负极是；（2） 工作时原电池的两电极反响式：223A负极 B正极 （3） 工作时原电池正极四周pH 增大，减小，不变7、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种型的化学电池，其构造如下图；两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极

15、外表放电。1a 极是 极，b 极是 极，电极反响式分别为，。（2） 飞船上宇航员的生活用水由燃料电池供给。这种电池发1 度电时能生成350g 水，试计算能量转化率。2H (g)+O (g)2H O(l) H=572KJ.mol-1222（3） 氢气是燃料电池最简洁的燃料，虽然使用便利，却受到价格和来源的限制。常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷自然气、汽油等。请写出将图中 H2换 成 CH4时 所 构 成 的 甲 烷 燃 料 电 池 中 a极 的 电 极 反 应式：。此时电池内总的反响方程式为。第三课时 金属的腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀是金属与四周的气体或者液体物质发生或

16、因作用而引起损耗的现象。一般可分为腐蚀和腐蚀。化学腐蚀：金属与接触到的化学物质等直接发生化学反响而引起的腐蚀。如：高温时，铜与氧气反响生成黑色的氧化铜。温度越高，化学腐蚀越。电化学腐蚀：两种金属相接触暴露在电解质溶液中时。会发生反响的金属失去电子而被。2、 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：条件有无电流产生本质电化腐蚀不纯金属或合金与接触较活泼的金属被氧化化学腐蚀与直接接触金属被氧化3、电化学腐蚀 (以铆有铁钉的铜板为例)1析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极:正极: 总方程式：2 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)负极:正极: 总方程式：离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2Fe(

17、OH) 连续与空气中的氧气作用：2氢氧化铁进一步转化为铁锈铁锈的主要成分是留意：不管是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铜只是作为正极起导电的作用，本身不参与反响。4、影响金属腐蚀快慢的因素（1） 、不纯的金属比纯金属更腐蚀，如纯铁比钢腐蚀。难、易（2） 、电化学腐蚀：两电极活动性差异越大，氧化复原反响速率越，活泼金属被腐蚀得越快。【例题一】：你能不能解释以下问题？1. 相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更简洁被腐蚀。2. 1910 年遗留在南极的食品罐头盒表层镀锡的铁，其外表至今很少有铁锈消灭。3. 用于连接铜板的铁螺丝简洁生锈。【例题二】：1、如右图所示，铁处于、三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小

18、的挨次是填序号。二、金属的防护空气水Fe CFe ZnFe1、转变金属的内部构造，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、等。2、加防护层，如在金属外表加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或外表钝化等方法。【思考】课本 p29 沟通研讨，当镀层局部破坏时，镀锡层和镀锌层谁对铁的保护作用更好？3、电化学防护1牺牲阳极保护法原理，让被保护的金属作为原电池的正极。阴极：被保护的金属设备阳极：比被保护的金属活泼的金属。【思考】1、为什么在暴露在空气中的铁塔以及轮船底部镶嵌锌块？2外加电流的阴极电保护法原理被保护的金属设备与电池的极相连，做电解池的极 得到保护。外加电源的正极接到废铁上，做

19、电解池的阳极。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。【例题三】以下各状况，在其中 Fe 片腐蚀由快到慢的挨次是【例题四】以下现象与电化学腐蚀无关的是 A、黄铜铜锌合金制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比软铁心几乎是纯铁简洁生锈C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生成铁锈D、银质奖牌长期放置后在其奖牌的外表变暗【课后练习 】1. 为了防止钢铁锈蚀，以下防护方法中正确的选项是A. 在周密机床的铁床上安装铜螺钉B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是A.

20、黄铜铜锌合金制作的铜锣不易产生铜绿B. 生铁比软铁芯几乎是纯铁简洁生锈C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈D. 银制奖牌久置后外表变暗3. 埋在地下的铸铁输油管道，在以下各种状况下被腐蚀的速度最慢的是A. 在含铁元素较多的酸性土壤中B. 在潮湿疏松透气的土壤中C. 在枯燥致密不透气的土壤中D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中4. 以下各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是金属外表涂抹油漆 转变金属的内部构造保持金属外表清洁枯燥在金属外表进展电镀 使金属外表形成致密的氧化物薄膜ABCD全部5. 以下对金属及其制品的防护措施中， 错误的选项是A. 铁锅用完后，用水刷去其外表的油污，置

21、于潮湿处B. 通过特别工艺，增加铝制品外表的氧化膜C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆D. 把 Cr、Ni 等金属参加到一般钢里制成不锈钢6. 、将金属A 和金属B 分别放入稀H2SO4 中均有氢气生成假设将金属A 和金属B 相连后投入稀H2SO4 中觉察A 被腐蚀；B 未被腐蚀关于B 的表达正确的选项是A金属活动性ABB. 复原性BAC. 在后者装置中金属A 发生复原反响，金属B 发生氧化反响D. 金属B 的外表上明显有气泡产生，金属A 外表无明显现象7. 铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是A阴极B正极 C阳极D负极8. 以下表达中不正确的选项是A. 金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在枯燥空气里不易腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀D原电池中电子由正极流入负极9. 家用铁锅用水清洗放置后，消灭红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反响是A4Fe(OH) +2HO+O=4Fe(OH)B. 2Fe+2HO+O=2Fe(OH)2223222C. 2H O+O +=42210. 以下过程中，需要通电后才能进展的是D. Fe3e=Fe3+电离电解电镀电泳电化腐蚀ABC 11.为了避开青铜器生成铜绿，以下方法正确的选项是D全部A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器与直流电源的正极相连C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的外表掩盖一层防渗的高分子膜