6.1.2原电池 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

e7d195523061f1c0a26d87d40de6192bcf1909654b74c9ebB6384654682C8890CF1990A60E48C4F486EE2FC74407B5F34886ECF26B0E0B70C575B52C2C3768611B18C1FE4FD5AFF574681F5040C496491238CBED6F3AF3D0EF20855CE70527E4444DB44B99E578D76C9F012DCAFDC1AD12EC1B61CB2D6B74278ECB4120402FFCA0839106BA8C82E2B0B172DDEE3B7445 第2课时 化学反应与电能 第1节 化学反应与能量变化 1 能不能直接从自然界获取电能? 导入 生活中人们使用的电能来自于哪里? 火力发电 水力发电 风力发电 太阳能发电 核能发电 电池供电 我们日常使用的电能主要来自火力发电。 问：火电厂是如何产生电能的？ 发电原理又是什么？（视频） 火力发电 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。 1、煤炭是不可再生资源，会造成能源危机 2、煤炭燃烧会产生污染性气体 3、转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低 弊端 煤炭 火力发电 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 煤炭 火力发电中燃烧（氧化还原反应）是关键环节，要想 使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能，就要设 计一种装置，使反应中的电子转移在一定条件下形成 电流，化学电池就是这样一种装置 实验展示 【实验6-3】 (1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧 杯中，观察现象。 (2) 用导线连接锌片和铜片，观察、比 较导线连接前后的现象。 (3) 如图6-6所示，用导线在锌片和铜片 之间串联一个电流表， 观察电流表的指针是否偏转。 实验展示 【实验6-3】 (1) 将锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 (2) 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。 (3) 如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生 当用导线相连后，铜片上有气泡产生； 串联电流表后，电流表指针发生偏转， Cu Zn - Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ - - - - - - - - - - SO42- H+ H+ H+ SO42- H+ 从微观角度剖析原电池的工作原理 Zn + 2H+ Zn2+ + H2↑ 锌片 Zn → Zn2+ 失去 2 个 e- 即：Zn - 2e- = Zn2+ 铜片 H+ → H2 得到 2 个 e- 即：2H+ + 2e- = H2↑ 使氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行 工作原理 外电路：电子由Zn经导线流向Cu 内电路：阴离子由Cu经溶液流向Zn 电子不下水，离子不上岸 新课展示 原电池 定义：把化学能转化为电能的装置，叫做原电池 本质：氧化还原反应 电极：正、负极 电解质溶液：稀硫酸、 简称 电解液 原电池的组成结构 【思考】通过刚刚的讲解，有几种方法可以原电池的正负两极？ 电子流向 电流流向 金属活泼性 离子移动方向 反应类型： 负 正 一般情况下： 负极：较活泼的金属→电子流出→电流流入→阴离子移向→ 发生氧化反应→溶解或质量减轻 正极：较不活泼的金属（或能导电的非金属，如石墨）→ 电子流入→电流流出→阳离子移向→发生还原反应→ 产生气体或质量增加(变粗) 原电池的构成条件 以锌铜原电池为例 ① 需要一个自发进行的氧化还原反应 ② 有两种活泼性不同的金属(或金属与一种非金属导体如石墨) 作电极 ③ 需要电解质溶液 ④ 需要构成闭合回路 自制 水果电池 2、电极反应 定义：在各电极上发生的失去或得到电子的化学反应 方法:根据总反应方程式找出正、负极 1、负极电极反应式：一般是金属 失电子形成金属阳离子（还要注意生成的金属阳离子是否和电解质溶液反应） 2、正极电极反应式：可用总反应-负极电极反应式 2、电极反应 以锌铜原电池为例 正极反应式： 负极反应式： Zn - 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应式： Zn + 2H+ Zn2+ + H2↑ （正、负极反应式之和） 负极( ): . 正极( ): . 总反应式: . 负极( ): . 正极( ): . 总反应式: . 请在图上标出电流的方向和电子的流动方向，并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。 Fe Ag Fe－2e - = Fe2+ 2H++2e - = H2↑ Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ Zn Cu Zn－2e - = Zn2+ Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu H2SO4 (aq) Ag Fe CuSO4 (aq) Zn Cu 【练习】按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为　　　　(填电极名称)，判断依据：______________________________ ________；  铜电极的名称是　　　，溶液中的Cu2+移向　　　(填“Cu”或“X”)电极。 负极 锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性 比Cu强) 正极 Cu (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为　　　　(填电极名称)，判断依据：______________________________ ________； 铜电极的名称是　　　，溶液中的Ag+移向　　　(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为　　　　　　　。 正极 铜的活泼性比银强(或Cu的还原性 比Ag强) 负极 X Ag++e-===Ag 原电池原理的应用 ①加快反应速率（形成原电池，反应速率加快） 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 [例] 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与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( ) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ　Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ　　　 Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ　Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ C ②判断金属活动性的强弱 一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极 3.设计原电池 (1)给定氧化还原反应设计原电池 一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 如：利用Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag的氧化还原反应可设计原电池。 该电池负极为Cu，电极反应式为_______________，正极为石墨(C)，电极反应式为__________________。 Cu-2e-===Cu2+ 2Ag++2e-===2Ag 【练习】现有如下两个反应： A：H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O B：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2 (1)根据上述两个反应的本质，　　　(填字母)反应能设计成原电池，其原因是____________________________________________________ ___________。 B A为非氧化还原反应，没有电子转移；B为氧化还原反应， 有电子转移 (2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。 ①写出电极反应式及反应类型： 负极：　　　　　　　，　　 　　；  正极：　　　　　 　　　，　　　 　。  Cu-2e-===Cu2+ 氧化反应 2Fe3++2e-===2Fe2+ 还原反应 ②画出装置图并标明电极材料、电解质溶液和电子流向。 [名师点拨] 书写电极反应的注意事项 (1)两电极反应中得失电子数相等。 (2)电极反应中通常用“===”，而不用“―→”。 (3)电极反应中有气体生成时，要标注“↑”，但有固体生成时，由于固体附着在电极上，故不必标注“↓”。 (4)书写电极反应时要保证电荷守恒、原子守恒，可在电极反应一端根据需要添加H＋、OH－或H2O。 $$