内容正文:
6.3.1化学能转化为电能——原电池
苏教版化学必修二专题六第三单元
目标预览
1.通过演示视频认识化学能可以转化为电能,了解原电池的定义,理解原电池的工作原理。
2.学会判断原电池的正负极。
3.实验探究掌握原电池的构成条件。
随着人工智能的飞速发展,机器人在诸多领域崭露头角,为其供电的电池是如何工作产生电流的?化学电源是如何将化学能转化为电能的呢?
任务一:实验探究原电池的形成
实验装置 实验现象 实验结论
锌与稀硫酸反应生成氢气,铜与稀硫酸不反应
【P20基础实验】
锌片:逐渐溶解,有气泡产生
铜片:没有变化
与步骤2相比,锌片与铜片
连接到一起,现象不同
有电流产生,
化学能转化为电能
锌片:逐渐溶解
铜片:有气泡产生
电流计:指针发生偏转
锌片:逐渐溶解
铜片:有气泡产生
电视剧《寻秦记》古天乐饰演的男主角穿越战国,设计的充电装置
微观
原电池原理的动画演示
1、铜片上产生的是什么气体?
2、H2由何种微粒转变而来?
3、H+是怎么变成H2的?
4、电子从何而来?
H2
H+
H+得到电子产生H2
锌失去的电子通过导线传递到Cu片表面
原电池装置是如何把化学能能转化为电能的?
电流表指针有偏转
Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑
锌片不断溶解
Zn-2e-= Zn2+
Zn
Cu
稀硫酸
【问题】
原电池
电子 沿导线传递,产生电流
Cu
Zn
-
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Zn2+
H+
SO42-
静电作用
H2
H2
H2
Zn
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
负极
电极自身
失去电子
较活泼金属
2H++2e-=H2↑
还原反应
正极
溶液中阳离子得到电子
不活泼金属或石墨
外电路
电子
阳离子
阴离子
一、原电池的工作原理
1、概念:
2、工作原理:
原电池是把化学能转化为电能的装置。
Zn- 2e- =Zn2+
氧化反应
负极
2H++2e-=H2↑
还原反应
正极
电子经导线通过电流计流入铜电极
溶液H+移向铜片, SO42-移向锌片,使电极和溶液形成电流回路
“电子不下水,离子不上岸”
总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
3.结合以上分析建构原电池模型
口诀:
正找正,
负找负,
电子不下水,
离子不上岸。
理解应用
1、下列设备工作时,将化学能转化为电能的是( )
A B C D
锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池
A
二、原电池正负极的判断
负极
电极名称
正极
活泼性较强的金属
电极材料
活泼性较弱的金属或碳棒
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
溶解减重的一极
实验现象
增重或有气泡放出
多数情况下
理解应用
2.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
Fe C CuSO4溶液
Al Mg 稀盐酸
Al C AgNO3溶液
C Cu 浓HNO3
Ag Mg 稀硫酸
Mg
Cu
Fe
Al
关键:发生氧化反应的一极
Mg
三、原电池的构成条件
认真观察以下装置中电流计是否发生偏转,并分析其原因。
负极:较活泼的金属
正极:较不活泼的金属、石墨等
形成条件一:活泼性不同的两个电极
【实验1】改变电极
硫酸铜溶液
硫酸铜溶液
硫酸铜溶液
认真观察以下装置中电流计是否发生偏转,并分析其原因。
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
【实验2】把硫酸铜溶液更换成乙醇溶液
三、原电池的构成条件
形成条件三:必须形成闭合回路
认真观察以下装置中电流计是否发生偏转,并分析其原因。
三、原电池的构成条件
【实验3】把锌铜分别插入两个盛有硫酸铜溶液的烧杯中
硫酸铜溶液
硫酸铜溶液
形成条件四:必须存在自发的氧化还原反应
认真观察以下装置中电流计是否发生偏转,并分析其原因。
三、原电池的构成条件
硫酸铜溶液
三、原电池的构成条件:
3、形成闭合回路
4、氧化还原反应能自发进行
2、两电极插入电解质溶液中
1、两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极
原电池
两极一液成回路
理解应用
3.如图所示的装置,能够构成成原电池的是_______,不符合的请说明理由。
E
【总结】
1、将铝片、石墨插入稀硫酸溶液中,是否可以形成原电池?
石墨
Al
稀硫酸
牛刀小试
Cu
Zn
硫酸铜
2、将锌片、铜片插入硫酸铜溶液中,是否可以形成原电池?
牛刀小试
3、下列化学反应中,不能设计为原电池的是( )
A.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
B.Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
C.CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O
D.Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
能设计成原电池的化学反应是氧化还原反应
C
牛刀小试
Lavf58.76.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
$