6.1.2化学反应与电能 课件 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应与电能 〖学习目标〗 3.了解常见化学电源，感受化学能转化为电能的奇妙。 2.通过实验探究、交流讨论，知道原电池的工作原理。 1.能举出化学能转化为电能的实例，辨识简单原电池的正负极及发生的反应。 能源的多样性 1.一次能源 2.二次能源 直接从自然界取得的能源 一次能源经过加工、转换得到的能源 水能 风能 石油 天然气 原煤 蒸汽 电能 电能的产生 1、我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电 化学能 燃料燃烧 热能 煤炭 2、火力发电的能量转换过程 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 直接？ 电能的产生 探究把化学能直接转变为电能的装置？ 电流是怎样产生的？ 什么反应中有电子的转移？ 电子定向移动 氧化还原反应 原电池 【实验6-3】(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯，观察现象 (2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线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 实验装置 现象 结论 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 锌片上有气泡， 铜片上无气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡， 电流表指针发生偏转 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铜与稀硫酸不反应 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 有电流产生，装置中化学能转变为电能 【思考】1、铜片没有参与反应，为什么铜片表面会产生氢气？ 2、为什么会有电流产生？ 原电池 原电池 1. 定义 将化学能转化为电能的一种装置 2. 本质 通过装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行， 反应中转移的电子通过导体发生定向移动，形成电流 原电池的反应本质是氧化还原反应 【思考】如何确定原电池的正负极？ 物理电学上规定：正电荷定向流动的方向 为电流方向，从正极流向负极 3. 电极名称 负极：电子流出，失去电子，发生氧化反应； 正极：电子流入，得到电子，发生还原反应。 稀硫酸 锌片 铜片 锌片溶解 铜片上产生气泡 原电池 4. 工作原理 电池总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn - 2e- == Zn2+ 2H+ + 2e- == H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 外电路： 电子流向：负极→沿导线→正极 电流方向：正极→沿导线→负极 内电路： 阳离子 → 正极 阴离子 → 负极 电子不下水 离子不上岸 课堂练习 【课本】P41 5. 下列关于右图所示装置，错误的是（ ） A、锌是负极，其质量逐渐减小 B、氢离子在铜表面被还原，产生气泡 C、电流从锌片经导线流向铜片 D、电子从锌片经导线流向铜片 C 原电池 5. 原电池的构成条件 两极、一液、一线、一反应 (1) 两种活泼性不同的金属作电极 （或其中一种为非金属导体） 一般较活泼金属为负极，较不活泼金属（或非金属）为正极 正极一般不参与电极反应，只起导电作用 (2) 电解质溶液(或熔融电解质) (3) 装置构成闭合回路 (4) 能自发进行的氧化还原反应 一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应 即原电池的总反应 课堂练习 1、在下图装置中，可以构成原电池的是________ ④⑥⑦ 四、原电池原理的应用 1、比较金属活泼性 一般情况下， 负极的金属活动性比正极的金属活动性强。 【习题】有X、Y、Z三块金属片，进行如下实验: ①X、Y用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Y极产生大量气泡； ②Y、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由Y→导线→Z； ③X、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Z极发生氧化反应。 据此判断三种金属的活动性顺序为(　 　) A、X>Y>Z B、X>Z>Y C、Z>X>Y D、Y>Z>X K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu …… C 四、原电池原理的应用 2、加快氧化还原反应的速率 纯锌跟稀硫酸的反应速率很小，为了加快锌的溶解，增大放出氢气的速率，并且使产生氢气的量不变，当稀硫酸过量时，可向其中加入少量(　 　) A、硫酸铜溶液 B、硫化铜固体 C、铜          D、镁条 例如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 C 当金属作为原电池的负极时，腐蚀加快； 而作为原电池的正极时被保护，腐蚀速率减慢 原电池的应用 3. 金属防护 钢铁中含有碳，当接触电解质溶液时， 可组成Fe-C原电池，钢铁因发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀 保护原理——将被保护的金属作为原电池的正极 例如：用牺牲锌块（作负极）的方法来保护船身（作正极） 船身上装锌块 15 四、原电池原理的应用 4、设计原电池 设计步骤：定—拆—找—画 ③找：根据氧化还原反应 还原剂找负极、氧化剂找电解质溶液， 正极选择不活泼的金属（能导电的非金属） ④画：连接成闭合回路，画出原电池装置图。 ②拆：将氧化还原反应拆为氧化反应+还原反应。 负极：还原剂-ne-=氧化产物； 正极：氧化剂+ne-=还原产物 ①定：确定一个自发进行的氧化还原反应 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ Zn－2e－==Zn2＋ 2H＋＋2e－==H2↑ Cu或C 稀硫酸 (氧化剂) 四、原电池原理的应用 【设计原电池】请利用氧化还原反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，设计一个原电池，标出正负极，画出电子转移方向并写出电极反应 Cu + 2FeCl3 == 2FeCl2 + CuCl2 负极材料 还原剂 电解质溶液 氧化剂 正极材料 活泼性比铜弱的金属（如Pt）或石墨 负极：Cu－2e- = Cu2+ 正极：2Fe3+－2e- = 2Fe2+ Cu 石墨 FeCl3溶液 e- 特例 实际与溶液反应的电极为负极 Cu Fe 浓HNO3 Al Mg NaOH溶液 2Al - 6e- + 8OH-= 2Al(OH)4- 6H2O + 6e- = 3H2↑ + 6OH- 负极: 正极: 2Al + 2OH- +6H2O = 2Al(OH)4- +3H2↑ Cu - 2e- = Cu2+ 2NO3- + 2e- + 4H+ = 2NO2↑ + 2H2O 负极: 正极: Cu + 2NO3- + 4H+ = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O Al作负极 Cu作负极 课堂练习 2.根据原电池原理，结合装置图，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 正极 铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强) 负极 X (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。 课堂练习 3.如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是（　　） A. B极为原电池的正极 B. A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C. C中阳离子向A极移动 D. A极发生氧化反应 C 课堂练习 4.如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列关于该装置的说法中，正确的是( ) A.a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B.碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大 C.导线上有电流，电流方向a→b D.反应后a极质量减小 B Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 $