6.3.1化学能转化为电能-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册 ）

专题6 化学反应与能量变化 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 [学习目标] 1.设计实验认识构成原电池的条件。 2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正负极。 3.认识化学能转化为电能的原理及其在生产、生活中的应用。 课前预习 知识点01 原电池的工作原理 1．实验探究 实验步骤 现象 实验结论 ①将一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中 ②将一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中 ③用导线将步骤②中铜片和锌片连接起来。 ④在步骤③的导线中间连接一个灵敏电流计 2．原电池的工作原理 （1）原电池的概念 将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。 （2）工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 电极反应 反应类型 外电路电子流向 内电路离子移向 溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SO向负极移动。 原电池总反应 （3）能量转化过程： 原电池在工作时， 极失去电子，电子通过导线流向 极，溶液中氧化性物质 此电子，发生 反应，这样氧化反应和还原反应不断发生， 极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向 极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有 产生，也就形成了电流， 能转变为 能。 3．原电池的形成条件 （1）两个 不同的电极。 （2） 溶液。 （3）电极、导线和电解质溶液形成 。 （4）自发进行的 反应。 知识点02 原电池工作原理的应用 1．加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成 ，加快了反应，使产生H2的速率加快。 2．比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为 极，活动性弱的金属为 极。 例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性 。 3．设计原电池 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般 为负极材料(或在负极上被 )， (电解质溶液中的阳离子)在正极上被 。 例如，利用Cu＋2AgNO3= Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)： 正极(C)： 知识点03 钢铁的电化学腐蚀 1．钢铁的电化学腐蚀原理 （1）电解质溶液： 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量 和 等。 （2）电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的 ，其中，负极为 ，正极为 。 （3）电极反应式： ①负极 ，②正极 。 （4）铁锈的形成： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ② ③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分 。 2．电化学腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触，发生 反应， 金属失去电子而被氧化。 知识点总结 考点1 原电池 一、生活中电源 1、家用干电池 2、纽扣电池 3、可充电锂电池、汽车电瓶 二、原电池的工作原理 1、实验探究 实验装置 实验现象 实验结论 锌片：逐渐溶解，有气泡产生 铜片：没有变化 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌片：逐渐溶解，有气泡产生 铜片：没有变化 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 锌失去电子，变为锌离子进入溶液，氢离子在铜片上得到电子生成氢气 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 电流计：指针发生偏转 锌失去电子，变为锌离子，电子经过导线流向铜片，产生电流，氢离子在铜片上得到电子生成氢气，反应过程中产生了电能 2、原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置； 3、原电池的反应本质： 氧化还原反应。 4、原电池的工作原理 原电池工作时,负极上发生失去电子的氧化反应,电子通过导线流向正极,溶液中的氧化性物质在正极得到电子,发生还原反应,氧化反应和还原反应不断发生,负极上的还原性物质不断失去电子,