内容正文:
1.2化学能与电能的转化
单元简介
化学能与电能的转化
主要内容
①原电池的工作原理
②化学电源
③电解原理
④电解原理的运用
主要特点:
电化学的反应与氧化还原反应有关
学习方法:
理解原电池和电解池的工作原理
能源的利用主要是能量的转换和传递的过程,化学能与电能的转换时能量转换的重要形式之一
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1.2.1 原电池的工作原理
PART.01
目标
1.分析原电池的构成及工作原理
2.能设计简单原电池
3.学会判断原电池的正负极
4.学会书写电极反应式
回忆以前学过的铜锌原电池装置,写出它的电极反应式和总反应式?
课前回顾
①具有活泼性不同的两个电极
②具有电解质溶液
③两电极之间能形成闭合回路
④装置能自发进行氧化还原反应
1.原电池定义:
将化学能转化为 的装置。
知识点一 · 原电池的概念及构成(理解为主)
2.原电池的构成条件:
利用能 的 反应,
(或熔融电解质)
(直接相连或导线相连)
电能
自发进行
氧化还原
3.电极与电极反应:
知识点一 · 原电池的概念及构成(理解为主)
A
Zn
Cu
SO42-
H+
H+
正极
负极
e-
锌片:
负极:
正极:
电子,发生 反应
失去
氧化
得到
还原
总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn-2e-=Zn2+
铜片:
2H++2e-=H2↑
电子,发生 反应
负失氧,正得还
单液电解池:
知识点二 · 原电池的工作原理(学会分析,应用)
Zn
Cu
e-
e-
H+
H+
SO42-
Zn2+
H2
·原电池中的三个方向:
知识点一 · 原电池的概念及构成(理解为主)
电子不下水,离子不上岸
电子只能在导线中移动,离子只能在溶液里移动
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原电池中的三方向
电子流向
电子由负极流出,经导线流向正极
电流方向
由正极流出,
经导线流向负极
离子移动方向
溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动
1.判断下列原电池的负极材料是什么?
a极 b极 电解质溶液 负极
Al Fe 稀盐酸
Al Mg 稀H2SO4
Al Mg 浓HNO3
Al Cu 浓HNO3
Al Mg NaOH溶液
Fe C CuSO4
Al
Mg
Mg
Cu
Al
Fe
要点一 · 原电池正负极的判断
知识点一 · 原电池的概念及构成(理解为主)
负极
电极名称
正极
活泼性较强的金属
电极材料
活泼性较弱的金属
流出电子的一极
电子流向
发生氧化反应
反应类型
流入电子的一极
发生还原反应
阴离子移向的一极
离子流向
阳离子移向的一极
溶解的一极
实验现象
增重或有气泡放出
负失氧,正得还
活泼性不一定
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要点二 · 原电池中电极反应式的书写
(1)确定正负极和在正负极上反应的物质
(4) 注意酸性介质或碱性介质
负极:
正极:
失去电子,发生氧化反应
(2)确定得失电子的数目与生成微粒
(3)完全电离的物质以离子形式表示
(5)写总方程式时注意电子得失守恒
总反应:
即: 负极与电解质溶液反应
得到电子,发生还原反应
要点二 · 原电池中电极反应式的书写
练一练
1.写出铜锌-硫酸铜溶液原电池的电极反应和总反应以及反应现象
CuSO4 (aq)
Cu
负极: ;
正极: ;
总反应式: 。
Zn
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
反应现象:负极锌片溶解,正极铜片有红色固体析出
思考探究
反应一段时间后,锌片上也有红色固体析出,为啥呢?
单液原电池的缺陷:
知识点二 · 原电池的工作原理(学会分析,应用)
Zn
Cu
e-
e-
Cu2+
Cu2+
SO42-
Zn2+
Cu
在电池工作的过程中,由于锌片与CuSO4溶液直接接触,很难避免锌片与CuSO4溶液直接反应,生成的铜会附着在锌片上,构成新的原电池,影响能量转化效率。
这种在原电池内部构成新的原电池的现象叫做极化现象。
如果能把硫酸铜溶液和锌片隔开就好了
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双液原电池:
知识点二 · 原电池的工作原理(学会分析,应用)
ZnSO4
Zn Cu
CuSO4
A
ZnSO4
Zn Cu
CuSO4
A
盐桥:装有含KCl饱和溶液的琼脂,
离子能在盐桥中移动
两个溶液间缺少离子导体,无法形成闭合回路。
双液原电池装置:
知识点二 · 原电池的工作原理(学会分析,应用)
ZnSO4
Zn