化学能与电能优质课课件

2020/10/21格林太太是一位开朗乐观的妇女,在她大笑时,人们发现她有两颗金属牙,一颗金牙是她财富的象征,另一颗是不锈钢牙,那是一场车祸留下的,可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好转…一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！情景素材2020/10/21昌吉州四中高一备课组2020/10/21燃烧蒸汽发电机化学能热能机械能电能一、化学能转化为电能2020/10/21离子方程式思考问题寻找答案你对问题２的想法稀H2SO4ZnCu锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象。1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子?实验现象用导线将锌表面的电子引出来Zn+2H+=Zn2++H2↑２.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？【实验2-4-1】实验视频2020/10/21离子方程式思考问题寻找答案组内交流列出想法Cu起传导电子的作用。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解。1.H+得到的电子是Cu失去的吗？2.在这个过程中Cu起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？可用电流表测电流及方向。实验现象【实验2-4-2】2020/10/21解释实验现象思考问题寻找答案组内交流列出想法化学能直接转化为电能1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电子由Zn导线铜片H+定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转。AZnCu稀H2SO4实验现象【实验2-4-3】2020/10/21（1）定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。（2）工作原理2020/10/21AZnCuH2SO4原电池①②电流表指针是否偏转区别结论偏转两极材料不同有两种活泼性不同的金属(或金属与非金属导体)作电极不偏转讨论：原电池的构成条件AZnCH2SO4①AZnZnH2SO4②2020/10/21AZnCuH2SO4原电池③④电流表指针是否偏转区别结论不偏转溶液不同电极材料均插入电解质溶液中偏转AZnCuHCl③AZnCu酒精④2020/10/21AZnCuH2SO4原电池⑤电流表指针是否偏转区别结论ACCuH2SO4⑤不偏转电极材料不同能自发地发生氧化还原反应2020/10/21电流表指针原电池⑥组偏转区别结论不偏转容器不同两极相连形成闭合回路AZnCuH2SO4ZnH2SO4ACuH2SO4⑥2020/10/21总结：形成原电池的条件①具有活泼性不同的两个电极。②两电极必须插在电解质溶液中。③形成闭合回路。④能自发地发生氧化还原反应。水果电池视频2020/10/21典例导析知识点1：原电池的构成及工作原理例1在下图的8个装置中，属于原电池的是________。2020/10/21知识点2：原电池的设计例2如图Ⅰ所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是________。A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．保持平衡状态不变C．铁圈向下倾斜D．银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是_______________________。(3)欲使图Ⅱ中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是____________________________________。2020/10/21原电池工作原理：电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极阴离子2020/10/212020/10/21电池的发明二.发展中的电池1.干电池锌锰电池负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2锌银电池Zn|KOH|Ag2O负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等2020/10/212.电电池充负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O2020/10/21负极：Li–e-=Li+正极：MnO2+2e-=MnO2-总反应：Li+MnO2=LiMnO2温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。3.锂电池2020/10/21碱性电池：电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极：2H2–4e-+4OH-===4H2O正极：O2+4e-+2H2O===4OH-酸性电池：电解质溶液为硫酸溶液：负极：2H2–4e-===4H+正极：O2+4e-+4H+===2H2O反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水，无污染。一种高效、环境友的发电装置。4.燃料电池视频连接1视频连接22020/10/211.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为……………………（）A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞YC．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞X巩固练习2.某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该原电池正确的组成是………（）正极负极电解质溶液A．CuZnHClB．ZnCuCuSO4C．CuZnCuSO4D．CuZnZnCl22020/10/213.氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入H2和O2，即可产生电流。下列叙述中正确的是………………………………………………（）A．通入H2的电极为正极B．正极的电极反应式为O2+2H2O+4e－=4OH－C．工作时，负极区溶液pH降低D．工作时，溶液中的阴离子移向正极4.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（）A、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，改用铁粉5.在铜锌硫酸原电池中，锌为极，电子，电极发生的是反应（填氧化或还原），电极反应式为；铜为极，电子，电极发生的是反应，电极反应式为，铜片上观察到的现象为。6、利用Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4设计一个原电池。画出实验装置图。并指出：正极为，电极反应：；负极为，电极反应：。