第三单元化学能与电能的转化

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1、第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能实验现象锌片上有气泡产生而铜片上没有实验一：将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察实验现象，并解释实验现象。Zn+2H+=Zn2++H2↑实验二：将铜片和锌片用导线相连，并串连一个电流计，插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。实验现象电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生[思考一]1.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片上为什么有气泡产生?2.锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化?溶液中H+在铜片上得到电子生成了H2,因而有气泡产生。锌片的质量在减小,溶液中c(H+)也减小。[思考一]3.从氧化还原反应角度分析两金属片上各发生了什

2、么反应?4.从能量变化的角度分析,该装置的能量是如何转化的从能量变化的角度分析,这是将化学能转化为电能的装置。这种装置我们称之为原电池。锌片上:Zn—2e-=Zn2+铜片上:2H++2e-=H2一、原电池1、原电池(1)定义：_________________________________将化学能转变为电能的装置叫做原电池。2、原电池的正、负极和反应(1)电极①负极:电子流出的电极。(锌片)正极:电子流入的电极。(铜片)e-e-(2)工作原理:自发的氧化还原反应。②电极的判断Ⅰ.根据电极的活泼性:较活泼的金属为负极,不活泼的金属为正极.Ⅱ.根据氧化还原反应:发生氧化反应的电极为负极,

3、发生还原反应的电极为正极(2)电极反应负极(锌片)：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)总反应：Zn+2H+=Zn2++H2正极(铜片)：2H++2e-=H2(还原反应)[练习]写出下列电池的电极反应式和总反应的化学方程式。(1)负极Fe-2e-=Fe2+正极2H++2e-=H2总反应Fe+2H+=Fe2++H2[思考二]1、下列装置是否构成原电池?（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件一：活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等ZnFeZnCFeCuZnZn（可以）（不可以）形成条件二：有电解质溶液(与活泼性强的电极发生自发的氧化还原反应)[思考二]2、下

4、列装置是否构成原电池?ZnCuZnCu形成条件三：形成闭合回路（不可以）[思考二]3、下列装置是否构成原电池?ZnZnCuCu3、原电池的构成条件和原理(1)构成条件:①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属或一种是化合物)作电极；②有电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生自发的氧化还原反应);③形成闭合回路。(2)原电池的原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向不活泼的金属或非金属(正极)。e-e-e-负极正极氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e-,沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e

5、=H2↑Zn－2e=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）【小结】外电路内电路[练习三]如下图所示有什么现象?能否构成原电池?能的判断正负极,并写出电极反应式能能[练习四]把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A、a>b>c>dB、a>c>d>bC、c>a>b>dD、b>d>c>aB[练习五]在下列方框中画出以铁棒、石墨棒、导线、FeCl3溶液为用品的原电池

6、装置的原理示意图。负极材料为_______,电极反应为____________________;正极材料为______,电极反应为____________________;电池总反应式为_______________________________FeFe-2e-=Zn2+C2Fe3++2e-=2Fe2+2Fe3++Fe=3Fe2+【注意点】(2)正、负两极上进出电子总数相等，椐此电子守衡原理可进行两极上物质变化的计算。(3)利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池…。(1)原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极同时不同地进行，电子从

7、负极定向流入正极，从而产生了电流。思考：钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但在潮湿的空气里却很快就会腐蚀,这是什么原因呢?钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图分析:电解质溶液的薄膜(含有少量H+和OH-,还溶解了氧气)表面形成无数微小的原电池铁失去电子被氧化而腐蚀。钢铁Fe2O3·nH2O（铁锈）钢铁的吸氧腐蚀正极(C)：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+