化学：2.2.1《原电池原理及应用》课件(新人教版必修2)

构成原电池的条件是什么？
(1) 两电极 活泼性不同的两种金属 或者一种金属与一种非金属导体(如石墨) 或者一种金属与一种氧化物等 ⑵ 电解质溶液
酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化 还原反应
⑶ 闭合回路
用导线连接或直接接触。
2、原电池 实验2-4（工作原理） 现象：锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电 流表的指针发生偏转。 结论：电路中有电流通过，化学能转变成了电能。 （1）定义：将化学能转变成电能的装置叫做原 电池。
（2）电极名称：
模拟动画
较活泼 发生氧化反应 负极 电子流出，电流流入 金属 I e发生还原反应 较不活 电子流入，电流流出 正 极 泼金属
（3）电极反应式 负极：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应 正极： + +2e- = H2↑ 2H 还原反应 （4）总反应式（两个电极反应之和） Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn + H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2↑ 原电池反应的本质是: 氧化还原反应。
稀H2SO4 Zn 稀H2SO4 Cu HCl溶液 Fe =(CH 稀H2SO4 酒精 Cu
〇
Zn+2CH3COOH - 2e- =3 Fe2+ ④负极（Fe）： Fe
正极 (C)： 2H+ + 2e- = H2↑
Pb
Zn COO)
2Zn+H2↑
〇
稀H CH3COOH溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 FeSOSO4H ↑ 2SO4 总反应式：Fe + ⑦ 2SO4 = 稀H2 4 + ⑧2 H ⑥
防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比 Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
病例分析
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
2.
如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在 盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态；
e e
正极
负极：较活泼的电极，电子流出的极， 失去电子，发生氧化反应 正极：较不活泼的电极，电子流入的极， 得到电子，发生还原反应
失e,沿导线传递，有电流产生
氧化反应 还原反应
负极
Zn-2e-=Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极 2H++2e-=H2↑
电解质溶液
阳离子
电 负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应） 极 正极：2H++2e-=H ↑ （还原反应） 2 反 (离子方程式） 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 应 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
优点： 1、我国煤炭资源丰富廉价方便
2、电能清洁安全，又快捷方便， 节省时间
缺点： 1、排出大量温室效应气体（CO2） 和废气（SO2），能导致酸雨 2、产生废渣（有毒金属和致癌 化合物）、废液
3、能量转化效率低。
一、化学能与电能的相互转化
1、火力发电
（1）能量转换： 化学能 燃烧 热 蒸汽 发电机 电 机械能 能 能 （燃料）
1、判断下列装置是否是原电池？请说明理由；
练 习
若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
① (×)
② (×)
负极： Zn－2e-＝Zn2+ ③ (∨) 正极： 2H++2e-＝H2↑
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Zn－2e-＝Zn2+
④ (∨)
正极： ++2e-＝H2↑ 2H
④ 练习 下列装置中属于原电池的是： ⑥ ⑦
〇 〇 Fe Zn Zn - C 2+ Fe C ⑦负极(Fe)： Zn2+ ⑥负极(Zn)： Zn-2e- =Fe-2e = Fe
电极反应式：石墨） Zn C（
〇
正极(Cu)： Cu2++2e 正极(Pb)： 2H++2e- = H2↑ - = Cu 总反应： Fe+CuCl2 =④ FeCl2+Cu 总反应式： ② ① ⑤ ③
（5）原电池原理：负极发生氧化反应，正 极发生还原反应，电子从负极经外电路流向 正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。 （电流方向呢？）
思考：
什么类型的化学反应可设计成原电池？ 理论上讲，常温下可自发进行的氧化 还原反应都能设计成原电池。
（6）原电池组成条件 两极一液一连线 ① 两种活泼性不同的金属（或其中一 种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电 极 其中较活泼金属为负极。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（做原电池的内电路， 并参与反应） ③ 形成闭合回路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
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。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电 池反应而使钢铁遭到腐蚀
钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑ 钢铁的吸氧腐蚀： 负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
（蒸汽轮机）
（2）存在的问题： 经多次转换，能量损耗大，燃料的利 用率低；环境污染严重。 （3）燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化 还原反应的本质是电子转移。
思考：能否将化学能直接转化为电能？
将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入 一个电流表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯 中，观察现象。 现象 铜片 锌片 电流表 铜片表面有气泡产生
一、一次能源与二次能源
一次能源： 直接从自然界获取的能源称一次 能源。如流水、风力、原煤、石 油、天然气、天然铀等。
二次能源： 一次能源经过加工、转换得 到的能源称为二次能源。如： 电力、蒸汽等
火力发电厂工作原理
火力发电厂能量转化： 燃烧 蒸汽 机械能 发电机 化学能 热能 电能
火力发电的优点与缺点：
锌片不断溶解
电流表指针发生偏转
实验分析：
锌片： Zn — 2e－ = Zn2+ （发生氧化反应） 铜片： 2H+ + 2e－ ＝ H2↑ （发生还原反应）
负极
正极
总反应： Zn＋ 2H+ ＝ Zn2+ ＋ H2↑
原电池：
定义：将化学能转变为电能的装置
学与问： 根据电学知识，你知道电子是怎样流动 的吗？你如何判定装置的正、负极？ 负极
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e-＝Fe2+
⑤ (∨)
正极： Cu2++2e-＝Cu
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
⑥
(
×)
思考：
Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应 常加入少量CuSO4溶液，为什么？
（7）原电池原理的应用 ①制作化学电源 ②加快反应速率：
C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜；