1、第三單元 化學能與電能的轉化化學能 熱能 機械能 電能燃燒蒸汽發電機分析火力發電的利與弊, 將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現象？為什么？, 將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現象？為什么？演示探究，假設將Zn片,Cu片用一導線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現象？為什么？，將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現象？為什么？，導線間接一電流計有何現象產生？為什么？，用一干電池連接電流計驗證電子流向，確定Zn片, Cu片的正負極是怎樣的？實驗現象實驗結論實驗 1實驗2實驗3實驗4銅片上沒有明顯現象，鋅片上有無色氣體產生。銅片上沒有明顯現象，鋅片上有無色氣體產生。銅片上有無色氣體

2、產生，鋅片無明顯現象。銅片上有無色氣體產生，鋅片無明顯現象，電流計發生偏轉。H+在銅片上得到電子被復原成氫氣。H+在銅片上得到電子被復原成氫氣，說明有電子從鋅片流入到銅片.銅片與稀硫酸不反應，2H+Zn=Zn2+H2銅片與稀硫酸不反應，2H+Zn=Zn2+H2原電池 問題探究 1、你能找到原電池的正負極嗎?這一原電池在工作時的電流流動方向是怎樣的？定義:把化學能轉變為電能的裝置。 電子由鋅片經導線流向銅片，電流由銅片流出，從鋅片流入。、鋅片： Zn2eZn2+氧化反響銅片： 2H+2eH2復原反響 問題探究 2、你知道原電池的工作原理嗎？能不能寫出在二個電極上的離子反應方程式？原電池的工作原理

3、：氧化復原反響電極材料電極反應反應類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應氧化反響Zn2e- Zn2+2H+ + 2e-H2負極正極Zn+2H+Zn2+H2鋅銅原電池原理復原反響負極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2復原劑(Zn)失去電子，發生氧化反響氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發生復原反響復原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經外電路Zn2+H+SO42-電流方向意大利物理學家亞歷山德羅.伏打(Alessandro Volta)伏打電池1.原電池：將化學能轉化成電能的裝置化學能轉化為電能原電池的原理：氧化復原反響總反響：2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2

4、+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式化學方程式正極：負極：氧化反響復原反響2.電極反響實驗探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等形成條件二：電極需插進電解質溶液中實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件四：必須存在自發的氧化復原反響3.構成原電池的條件(1)有活潑性不同的兩個電極(2)兩電極都接觸電解質溶液3正極、負極、電解質溶液構成閉合回路( 4 )在電極外表上能發生自發進行的氧化復原反響。電解質溶液失e，沿導線傳遞，有電流產生陽離子負極正極 陽離子

5、原電池工作原理：動腦動手有以下材料：Zn片、Cu片、導線、水果 、電流計，請設計一個裝置使電流計指針發生偏轉。本節要點:1，原電池概念。2，構成原電池的條件。3，原電池的正負極和電子流向判斷。4，原電池的工作原理。小 結例題： 把A、B、C、D4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。假設A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上產生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經導線流向A；B、D相連時，電子由D經導線流向B，那么此4種金屬的活動性由強到弱的順序為 ABCD ACDB CABD BACD ABCDACDB試一試1、判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極

6、名稱，并寫出電極反應式.()()()2H+2e-H2負極：總反響：正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負極：正極：總反響：正極：負極：總反響：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+Cu、四種金屬，將和用導線連接起來，浸入電解質溶液中，不易腐蝕。將、分別放入等濃度鹽酸中，比反響劇烈。將浸入的鹽溶液中無明顯變化，如果把浸入的鹽溶液中，有金屬析出。其活動順序為： 、 、 、B3、一個原電池的總反響的離子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，該反響的原電池的組成正確的選項是 ABC

7、D正極ZnAgCuCu負極CuCuZnZn電解質溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C4. 原電池原理的應用：(1)研制化學電源；(2)促進某些氧化復原反響的進行；3尋找鋼鐵防腐蝕的方法 閱讀教材39頁 資料卡 分析鋼鐵電化學腐蝕的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。鋼鐵的防腐蝕：1覆蓋保護層；2改變金屬內部結構；3鋼鐵外表鑲嵌活潑金屬，如鋅；4鋼鐵連接電源負極。5. 原電池的設計1 請結合組成原電池的條件，將氧化復原反 應： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 設計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負極 。3、電極反響式 ： 負極: . 正極: . 5. 原電

8、池的設計2 將氧化復原反 應：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2設計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負極 。3、電極反響式 ： 負極: . 正極: . 5. 原電池的設計3 將氧化復原反 應：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 設計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負極 。3、電極反響式 ： 負極: . 正極: . 5. 原電池的設計4 將氧化復原反 應：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 設計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負極 。3、電極反響式 ： 負極: . 正極: . 問題探究 將銅棒和

9、鋁棒用導線連接后插入濃硝酸中,是否構成了原電池? 假設構成了原電池,負極材料是什么? 電極反響式?二.化學電源一次電池如干電池:用過后不能復原二次電池如蓄電池:充電后能繼續使用燃料電池海水電池 負極鋅筒：Zn-2e-=Zn2+正極石墨：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反響：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O干電池 Zn- Mn普通干電池1、一次電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2 ,負極材料為Zn，復原產物為MnOOH,電解質是KOH溶液，總： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO

10、OH請寫出電極反響式并分析其工作原理。負極：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正極：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnOOH + 2OH 總反響： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH堿性Zn- Mn干電池 銀鋅電池鈕扣電池該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計算機。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液。發生反響后生成Ag和ZnO,其電極反響式為：負極：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅紐扣電池總反響式為：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag2、二次電池鉛蓄電池1電極材料及

11、原料2電解質溶液3電極反響式：正極：PbO2 負極：PbH2SO4溶液負極Pb: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正極PbO2: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反響：負極：Pb+SO42- =PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 電池總反響：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O陰極： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 陽極： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 電池總反響：2PbS

12、O4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 鉛蓄電池的放電過程原電池鉛蓄電池的充電過程電解池放電充電2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程 把能源中燃料燃燒反響的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器優點：效率高、無污染，裝置可持續使用 燃料電池不是把復原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反響產物不斷排出電池 3、新型燃料電池演示探究教材40頁燃料電池負極：2H2+4OH-4e-=4H2O 正極：O2+2H2O+4e-=4OH- 總反響：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池

13、、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反響4、海水電池1991年，我國首創以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標志燈。該電池以取之不的海水為電解質，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流。這種海水電池的能量比“干電池高2050倍。電極反響式為：負極：正極：電池總反響：4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3怎樣書寫燃料電池的電極反響式和總反響式？書寫步驟：1寫出燃燒反響，根據電解液改寫燃料電池總反響；2寫出正極的電極反響式(一般較簡單);3由燃料電池總反響減去正極的電極反響式得負極的電極反

14、響式。正極反響一般為酸性介質 堿性介質O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、NaOH組成的燃料電池1.燃燒總化學反響： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料電池總反響：3.正極：4.負極：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O甲醇燃料電池是由甲醇和氧氣及強堿電解質溶液構成的新型 電池，電量可達現用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續使用一個月才充一次電。據此答復： (1)甲醇是 極,電極反響式是: ;(2)電池反響的離子方程式: 2CH3OH+16OH-12e=2CO32-

15、+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O. 負 在生產和生活中我們不但要利用化學反響，使化學能轉化為電能，而且要利用化學反響使電能轉化為化學能。電能轉化為化學能一般通過電解的方法來完成。你能舉出在我們已學過的化學課程里涉及利用電解反響來制取新物質的例子嗎？ 實 例 被 電 解 物 質 電 解 產 物 化 學 方 程 式電解水水H2、O22H2O=2H2 +O2 電解食鹽水H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl22NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 電解融熔 氯化鈉NaClNa、 Cl22NaCl = 2NaCl+ Cl2 電解融熔 氧化鋁Al2

16、O3Al 、 O22Al2O3=2Al +3 O2 在U形管中參加飽和氯化銅溶液，用石墨棒作電極，接通電源，電解數分鐘后，觀察現象。1接電源負極的石墨棒上有 ， 電極反響為。2接電源正極的石墨棒上有 ， 電極反響為。 3電解反響的化學方程式。 4在上述電解反響中，被氧化的物質是， 被復原的物質是。5比較電解飽和氯化鈉溶液與電解飽和氯化銅溶液，有什么不同？為什么？有銅析出Cu2+ + 2e- = Cu有Cl2放出2Cl- - 2e- = Cl2CuCl2 = Cu + Cl2 CuCl2CuCl2因參與電解的微粒不同。三.電解原理及電解池3.電極名稱和電極反響與電源負極相連的電極叫陰極，陰極上發

17、生復原反響。與電源正極相連的電極叫陽極，陽極上發生氧化反響。 構成電解池有什么條件？構成條件: 1與外加電源相連的兩個電極 2有電解質溶液 3形成閉合回路1.電解:使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧 化復原反響的過程.2.電解池:借助于電流引起氧化復原反響的裝置，即把 電能轉化為化學能的裝置叫電解池或電解槽比較原電池、電解池的異同點。原電池電解池定義化學能轉變成電能的裝置。自發的氧化還原反應將電能轉變成化學能的裝置。非自發的氧化還原反應形成條件活動性不同兩電極電解質溶液形成閉合回路兩電極接直流電源電極插入電解質溶液形成閉合回路電極名稱負極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導電的非金屬

18、等)陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連電極反應負極：氧化反應正極：還原反應陽極：氧化反應陰極：還原反應原電池、電解池的比較陰極:與電源負極相連，電子流入，發生復原反響陽極:與電源正極相連，電子流出，發生氧化反響4. 電極的判斷eeCC陰極陽極電解質溶液5. 電子、離子的流向電子從陽極通過電源流向陰極陽離子在電解質溶液中移向陰極陰離子在電解質溶液中移向陽極稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸 A B C D 例題1：以下裝置中屬于原電池的是 屬于電解池的是 BC D 怎樣區分原電池、電解池？原電池、電解池的區分關鍵看是否有外接電源； 多池組合判斷： 無外電源：一池為原電池，其余為電解池； 有外電源：全

19、部為電解池或電鍍池、精煉池。 1. (05上海)10、關于如圖所示裝置的敘述，正確的是 （ ）A、銅是陽極，銅片上有氣泡產生B、銅片質量逐漸減少C、電流從鋅片經導線流向銅片D、氫離子在銅片表面被還原D高考題例析2.2002廣東10在原電池和電解池的電極上所發生的反響，同屬氧化反響或同屬復原反響的是A.原電池的正極和電解池的陽極所發生的反響B.原電池的正極和電解池的陰極所發生的反響C.原電池的負極和電解池的陽極所發生的反響D.原電池的負極和電解池的陰極所發生的反響高考題例析B C 3. 05全國卷I11關于電解NaCl水溶液，以下表達正確的選項是A電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B假設在陽

20、極附近的溶液中滴入KI試液，溶液呈棕色C假設在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性B4.（2003上海16右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關的判斷正確的是A.a為負極、b為正極 B.a為陽極、b為陰極C.電解過程中，d電極質量增加 D.電解過程中，氯離子濃度不變C2活潑金屬的冶煉鈉的制取鎂的制取鋁的制取總反應式 : 2NaCl 2Na+Cl2總反應式 : MgCl2 Mg+Cl2總反應式 : 2Al2O3 2Al+3O21氯堿工業電解飽和食鹽水總反應：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 +

21、H2 電解5.電解原理的應用3電鍍銅 (1) 電鍍是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一層其他金屬或合金的過程，是電解的一個重要應用。 (2) 電鍍池的形成條件 陰極：待鍍金屬制品 陽極：鍍層金屬 電鍍液：含有鍍層金屬陽離子的可溶性鹽溶液 鍍件 銅 氯化銅溶液實驗現象陽極：陰極：銅變小有紅色固體產生反響方程式Cu2e- Cu2+Cu2+2e-Cu電鍍液的組成及酸堿性不會變化4銅的電解精煉、粗銅所含的雜質Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅CuSO4溶液、粗銅的精煉 以粗銅為陽極，以純銅為陰極， 以CuSO4溶液為電解液進行電解陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu

22、2eCu2+ 陰極： Cu2+ +2eCu長時間電解后必須補充電解液6.電極產物的判斷及電極反響的書寫陽極:先看電極后看溶液 (1) 活潑金屬電極:金屬電極失電子除金和鉑) (2) 惰性電極:溶液中陰離子失去電子, 失電子能力為: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根F-陰極: 溶液中陽離子得電子,得電子能力為: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ 酸 Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ 水 Al3+ Mg2+ 如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液時其電極反響式為：陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極： 4H+ +4e2H2 總反應：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中溶質的質量分數