江苏省丹阳高级中学苏教版高中化学必修二课件：专题2 第三单元 化学能与电能的转化——化学电源
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苏教化学必修2专题2第三单元 化学能与电能的转化(共19张PPT)
病例分析
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
H+ Zn2+ H+
SO42-
H2SO4 负极：电子流出
℮-
负极 【氧化反应】
正极【还原反应】
电解质溶液
阴离子
阳离子
实验探究-----原电池构成的条件之一
实验装置
能否产生 电流
不能
能
能
构成原电
池条件一 活泼性不同的两个电极
实验探究-----原电池构成的条件之二
实验序号
实验 4,5
实验装置
能否产生电 流
一、原电池
1、定义：把化学能转化为电能的装置
问题探究
该原电池的工作原理是怎样的？
2、工作原理： 氧化还原反应
I
氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应
G
e-
e-
2H+ + 2e- = H2
Cu
正极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+
Zn
负极
正极：电子流入
H2
2-3-1化学能转化为电能
活动与探究 实验1 实验2 实验3
实验现象
解释或结论
锌片表面有气泡产 生，锌片逐渐溶解 铜片表面没有气泡 产生，不溶解 锌片表面有气泡产 生，锌片逐渐溶解 铜片表面没有气泡 产生，不溶解
锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反 应
锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反 应
大量气泡从铜片逸 出，但不溶解。锌 片部分溶解。
(工作原理) 正极(Cu)：电子流入的极(一般是较不活泼金
属或导电非金属)。
2H+ + 2e－＝H2↑ 发生还原反应
苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能转化为电能 课件 (共16张PPT)
负极：失去电子，发生氧化反应
锌片 Zn – 2e- = Zn2+
正极：得到电子，发生还原反应
铜片 2H+ + 2e- = H2↑
总反应：Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
2、化学电池的反应本质：氧化还原反应
要形成原电池需要哪些条件呢？
分组实验探究二
实验3. 利用生活中常见物品：水果、小 刀、铅笔、牙签、铜片你能设计出原电 池吗？请写出实验方案。请大家展示
实验现象：
电流计指针发生偏 转，Cu片上有气泡 产生, Zn片溶解
探究讨论:
1.铜片上的气体是什么？ H2 2.电流计发生偏转说明了什么问题？ 有电子通过
3.电子从何而来？如何移动？
锌片： 锌失去电子 Zn – 2e- = Zn2+
铜片： H+得电子
2H+ + 2e- = H2↑
4.铜起到了什么作用？能否用碳棒代替？
专题2
第三单元
第1课时 化学能转化为电能
《寻秦记 》点击此处：下一张
分组实验探究一：
实验一 :将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中, 观察实验现象
实验现象：
锌片溶解，锌片上有气 泡产生
2e-
Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
铜片上没有明显变化
实验二:将铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中,观察铜片 现象；再在导线中间串联一个电流表，观察现象
分组实验探究二：探究原电池形成的条件
组
材料组合
别
1 小刀、苹果、石墨
2 小刀、苹果、牙签
3 小刀、香蕉、锌片
4 小刀、橙子、小刀 5 Cu、橙子、Cu 6 Cu、食用油、Zn
锌片 Zn – 2e- = Zn2+
正极：得到电子，发生还原反应
铜片 2H+ + 2e- = H2↑
总反应：Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
2、化学电池的反应本质：氧化还原反应
要形成原电池需要哪些条件呢？
分组实验探究二
实验3. 利用生活中常见物品：水果、小 刀、铅笔、牙签、铜片你能设计出原电 池吗？请写出实验方案。请大家展示
实验现象：
电流计指针发生偏 转，Cu片上有气泡 产生, Zn片溶解
探究讨论:
1.铜片上的气体是什么？ H2 2.电流计发生偏转说明了什么问题？ 有电子通过
3.电子从何而来？如何移动？
锌片： 锌失去电子 Zn – 2e- = Zn2+
铜片： H+得电子
2H+ + 2e- = H2↑
4.铜起到了什么作用？能否用碳棒代替？
专题2
第三单元
第1课时 化学能转化为电能
《寻秦记 》点击此处：下一张
分组实验探究一：
实验一 :将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中, 观察实验现象
实验现象：
锌片溶解，锌片上有气 泡产生
2e-
Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
铜片上没有明显变化
实验二:将铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中,观察铜片 现象；再在导线中间串联一个电流表，观察现象
分组实验探究二：探究原电池形成的条件
组
材料组合
别
1 小刀、苹果、石墨
2 小刀、苹果、牙签
3 小刀、香蕉、锌片
4 小刀、橙子、小刀 5 Cu、橙子、Cu 6 Cu、食用油、Zn
苏教化学必修2专题2第三单元 化学能和电能的转化(共18张PPT)
我来归纳
根据刚才的实验探究你知道什么是电解池吗？ 请归纳出电解池的反应原理和形成的条件？
小结 电解原理
电解的概念：使电流通过电解质溶液而在阴 阳两极发生氧化还原的过程。
电解池：借助氧化还原反应，把电能转化为 化学能的装置。
电极 阳极：与电源正极相连的一极 阴极：与电源负极相连的一极
电解池构成条件： 惰性电极： C、Pt、Au
溶液中的阴离子：Cl-、OH- Cl－> OH－
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2 ↑
阴极：2H+ + 2e- = H2 ↑
总化学方程式：2NaCl
+
电解
2H2O== H2
↑
+
Cl2
↑
+
2NaOH
电解
离子方程式：2Cl- + 2H2O ==H2 ↑ + Cl2 ↑ + 2OH-
联系与 比较
电解池与原电池一字之差， 区别何在？
通电
Al 、 O2 2Al2O3 == 4Al +3 O2 ￪
激情互学
通过观察视频，完成P44观察与思考。 探究电解池的工作原理。
电 解 氯 化 铜 溶 液
交流与讨论
1.你是怎样判断电解池的阴阳极的？电子的流动方向如何？ 与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极
电子：电源负极流向阴极，阳极流向电源正极
两个电极 活泼电极： Fe、Cu、Ag等
(两电极可同我来练习
若X、Y都是石墨棒，a是饱和NaCl溶液，请 同学们试着写出阴、阳两极的电极反应式？
阴极：
阳极：
总反应：
标出电极名称，并写出电解 NaCl溶液的方程式
江苏省丹阳高级中学苏教版高中化学必修二课件专题2第三单元化学能与电能的转化化学能转化为电能[可修改版
必修二课件专题2第 三单元化学能与电 能的转化化学能转
化为电能
厚德 明理 笃行
两颗假牙引发的病例
英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙, 后因车祸又补了颗不锈钢假牙。从此出现头痛, 失眠, 心情烦躁等症状, 四处求医总是找不到病 因。直到在一次舞会上巧遇一位著名化学家, 这 位化学家帮她找到病因, 病痛才得以解除。
A＞B C＞D A＞C
B、D相连时, 电子由D经导线流向B, D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（② ）
① A＞B＞C＞D ② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D ④ B＞A＞C＞D
3. 请指出原电池正负极名称, 并写出电极反应式.
负极(Fe): Fe-2e-=Fe2+ 正极(Ag): Cu2++2e-=Cu 总反应: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2
设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
.
4. 原电池的设计
（3） 将氧化还原反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪ 设计成一个原电池。
1.思考:下列装置能产生电流的是
Zn Cu
A
HCl
Zn
Cu
D
H 2SO 4 H 2SO 4
Zn
Cu
Zn
Zn
B
c
化为电能
厚德 明理 笃行
两颗假牙引发的病例
英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙, 后因车祸又补了颗不锈钢假牙。从此出现头痛, 失眠, 心情烦躁等症状, 四处求医总是找不到病 因。直到在一次舞会上巧遇一位著名化学家, 这 位化学家帮她找到病因, 病痛才得以解除。
A＞B C＞D A＞C
B、D相连时, 电子由D经导线流向B, D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（② ）
① A＞B＞C＞D ② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D ④ B＞A＞C＞D
3. 请指出原电池正负极名称, 并写出电极反应式.
负极(Fe): Fe-2e-=Fe2+ 正极(Ag): Cu2++2e-=Cu 总反应: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2
设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
.
4. 原电池的设计
（3） 将氧化还原反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪ 设计成一个原电池。
1.思考:下列装置能产生电流的是
Zn Cu
A
HCl
Zn
Cu
D
H 2SO 4 H 2SO 4
Zn
Cu
Zn
Zn
B
c
苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能转化为电能 课件 (共16张PPT)
活动三:体会原电池原理的应用
1.金属的腐蚀和防护 2.设计化学电源 3.加快某些化学反应速率 4.判断金属的活动性强弱
课堂小结
通过本节课的学习，你有什么收获？ 还有哪些疑惑？
B
稀硫酸
C
实验指导：
1.按图示进行实验操作。
2.观察：金属铜片上是否有气泡产生。
3.在导线中间连接一电流计,观察指针是否发生偏转。
活动一:分析原电池的工作原理
在原电池外电路中，电子的流动方向是怎样 的？在原电池溶液中，各离子如何移动？
Zn
Cu
H2SO4
我来归纳
你能分析出原电池的工作原理吗？
Zn
Cu
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
活动二：探究原电池的形成条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中活动二：探究原电池的形成条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
原电池的形成条件:
(2)有活泼性不同的两个电极 (3)两电极都接触电解质溶液 (4)形成闭合回路
我来判断
根据原电池形成的条件判断下列情况是否形成原电池？
Zn A Cu Zn A Cu Fe A C(石墨) Zn A Cu
稀H2SO4
A
Zn A Zn
CuSO4 溶液
稀H2SO4
B
C
Fe A Cu
稀H2SO4
D
Cu A Ag
稀H2SO4 E
酒精 F
稀H2SO4 G
我来设计
已知下列材料:Fe、Mg、Cu、石墨、硫酸铜 溶液、酒精、稀硫酸 请你自己设计原电池, 并写出正负极的电极反应式？
电动汽车
第三单元 化学能与电能的转化 课题1 化学能转化为电能
苏教化学必修2专题2第三单元 化学能和电能的转化(共17张PPT)
④能自发进行氧化还原反应
1、判断下列哪些装置构成了原电池？
练 若不是,请说明理由；若是，请指出正 习 负极名称，并写出电极反应式。
×①
×②
√③
×④
负极： Zn－2e-＝Zn2+
正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
④ (∨)
CuCl2溶液
负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu
活动探究 Zn
Cu
大量气泡从铜 实验现象 片逸出，锌片
部分溶解
稀H2SO4
离子方程式 Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1、H2是怎么来的？
思考问题 寻找答案
2、H+得到的电子是哪种金属失去的呢？ 3、锌失去的电子是否通过溶液流到铜片上的? 4、在这个过程中Cu起什么作用？
5、你怎样才能知道导线中有电子通过？
组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
3、电子和电流方向： 电子流向: 负极 →外线路→正极 电流方向: 正极→外线路→负极→溶液→正极
阳离子向正极移动
3、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或非金属单 质）作电极 负：较活泼金属
正：较不活泼金属或非金属 ②有合适的电解质溶液
③形成闭合电路
2Fe3++Fe=3Fe2+
( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
5. 原电池的设计
（3） 将氧化还原反 应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪ 设计成一个原电池。
1、判断下列哪些装置构成了原电池？
练 若不是,请说明理由；若是，请指出正 习 负极名称，并写出电极反应式。
×①
×②
√③
×④
负极： Zn－2e-＝Zn2+
正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
④ (∨)
CuCl2溶液
负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu
活动探究 Zn
Cu
大量气泡从铜 实验现象 片逸出，锌片
部分溶解
稀H2SO4
离子方程式 Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1、H2是怎么来的？
思考问题 寻找答案
2、H+得到的电子是哪种金属失去的呢？ 3、锌失去的电子是否通过溶液流到铜片上的? 4、在这个过程中Cu起什么作用？
5、你怎样才能知道导线中有电子通过？
组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
3、电子和电流方向： 电子流向: 负极 →外线路→正极 电流方向: 正极→外线路→负极→溶液→正极
阳离子向正极移动
3、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或非金属单 质）作电极 负：较活泼金属
正：较不活泼金属或非金属 ②有合适的电解质溶液
③形成闭合电路
2Fe3++Fe=3Fe2+
( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
5. 原电池的设计
（3） 将氧化还原反 应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪ 设计成一个原电池。
苏教化学必修2专题2第3单元 化学能和电能的转化(共16张PPT)
化学能转化为电能 课本P.40. 活动与探究
实验1: 锌片和铜片分别插入稀硫酸中 实验2: 锌片和铜片同时插入稀硫酸中
实验3: 将实验2的锌片和铜片用导线连接起来 实验4: 在实验3的导线中连接一个灵敏电流计
实验1 实验2 实验3 实验4
实验现象
锌片表面产生气泡,铜片 无明显现象
同上
锌片表面无明显现象,铜片 表面产生气泡
A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中的阳离子向正极移动
2.把a、b、c三种金属片浸泡在稀H2SO4中。 若a、b相连 时，a为负极；b、c相连时，c 为负极；a、c相连时，
B c上有气泡冒出。 则这四种金属的活动性顺序( )
流入铜极.
正极 H+在铜极上得到电 子，发生还原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
总结
原电池的正负极的判断方法：
• （为1负）由极组，成活原泼电性池弱两的级金材属料或判能断导：电一的般非是金活属泼为的正金极属。
• （2）根据外电路电流方向和电子流动方向判断：
电流由正极流向负极;电子是由负极流向 正极。
若A、B相连时，A为负极；
A＞B
C、D相连时，D上产生大量气泡； C＞D
A、C相连时，电流由C经导线流向A； A＞C
B、D相连时，电子由D经导线流向B， D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ② ）
① A＞B＞C＞D
② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D
④ B＞A＞C＞D
【达标检测】 D 1.下列说法中正确的是 （ ）
试 一
请说明理由；若是，请指出正负极名称，并 写出电极反应式和电池总反应.
实验1: 锌片和铜片分别插入稀硫酸中 实验2: 锌片和铜片同时插入稀硫酸中
实验3: 将实验2的锌片和铜片用导线连接起来 实验4: 在实验3的导线中连接一个灵敏电流计
实验1 实验2 实验3 实验4
实验现象
锌片表面产生气泡,铜片 无明显现象
同上
锌片表面无明显现象,铜片 表面产生气泡
A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中的阳离子向正极移动
2.把a、b、c三种金属片浸泡在稀H2SO4中。 若a、b相连 时，a为负极；b、c相连时，c 为负极；a、c相连时，
B c上有气泡冒出。 则这四种金属的活动性顺序( )
流入铜极.
正极 H+在铜极上得到电 子，发生还原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
总结
原电池的正负极的判断方法：
• （为1负）由极组，成活原泼电性池弱两的级金材属料或判能断导：电一的般非是金活属泼为的正金极属。
• （2）根据外电路电流方向和电子流动方向判断：
电流由正极流向负极;电子是由负极流向 正极。
若A、B相连时，A为负极；
A＞B
C、D相连时，D上产生大量气泡； C＞D
A、C相连时，电流由C经导线流向A； A＞C
B、D相连时，电子由D经导线流向B， D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ② ）
① A＞B＞C＞D
② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D
④ B＞A＞C＞D
【达标检测】 D 1.下列说法中正确的是 （ ）
试 一
请说明理由；若是，请指出正负极名称，并 写出电极反应式和电池总反应.
苏教化学必修2专题2第三单元 化学能和电能的转化(共16张PPT)(1)
相连）
相连）
现象
碳棒上有红色的固 有气泡产生，能使湿
体析出
润淀粉－KI试纸变蓝
结论
有Cu析出
有Cl2放出
电极反 Cu2++2e-=Cu 应式 （还原反应）
2Cl--2e- =Cl2↑
（氧化反应）
总反应式
CuCl2电解Cu + Cl2↑
交流讨论 实验探究 观察思考 整理归纳 拓展视野 问题解决
一、电解原理
实 例 被电解物质 电 解 产 物
电解水
电解食 盐水
水
H2O、NaCl
电解融熔 氯化钠
电解融熔 氧化铝
NaCl Al2O3
H2、O2 NaOH 、 H2 、 Cl2 Na、Cl2
Al 、O2
化学方程式
通电
2H2O==2H2 ￪ +O2 ￪
通电
2NaCl +2H2O == 2NaOH +H2 ￪ + Cl2 ￪
专题2 化学反应与能量转化
第三单元 化学能与电能的转化
电能转化为化学能
虽称之为金牌，却与纯金相差甚远。金牌至少 要镀金6克。只占总重的1.34%，92.5%都是银 合金，还掺有一些铜。银牌93%是白银;其余为 铜。铜牌几乎都是铜。
你知道吗？
在我们已经学过的化学课程里，你能举出几个通过电 解来制取新物质的例子吗？
离子的移向： 阳离子移向电解池阴极
阴离子移向电解池阳极
二、电解原理的应用：
电解在工业生产中有着广泛的应用。例如 对某些器件进行电镀；电解熔融氧化铝获 得铝；用电解法还可制备Na 、Mg 、F2等 活泼的金属和非金属。镀：金属表面装饰 工艺。
二、电解原理的应用： 铜的电解精炼
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普通锌-锰干电池的结构
二、二次电池
1定义: 放电后可通过充电使其复原继续使用的 电池。 2举例: 铅蓄电池
银锌蓄电池
锂离子电池 3优点: 重复、稳定、方便、安全、廉价
4缺点: 笨重、废弃污染环境
三、燃料电池
1.定义: 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的装置。
碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH- = 4H2O 正极: O2+2H2O+4e- = 4OH总反应: 2H2+O2 = 2H2O
正极 4.氢离子通过电解质向理示意图, 按照此图的提示, 下列叙述不正确的是 ( B )
A. a电极是负极 B. b电极的电极反应为: 4OH--4e- = 2H2O+O2↑ C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏 在电池内的新型发电装置
酸性电解质 负极: 2H2-4e- = 4H+ 正极: O2+4H++4e- = 2H2O 总反应: 2H2+O2 = 2H2O
练习1:
报道: 以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运 行。该燃料电池以氢为燃料, 空气为氧化剂, 铂做催化 剂, 导电离子是H+, 该燃料电池 。 O2 + 4H+ + 4e－= 2H2O 1.正极反应为:_______________________; 2H2－4e－= 4H+ 2.负极反应为:_______________________; 2H2 + O2 = 2H2O 3.总的化学反应为:___________________;
形形色色的电池
化学电池的分类 普通锌锰干电池 一次电池 碱性锌锰电池
锌银纽扣电池
化学电池 铅蓄电池 二次电池 银锌蓄电池 锂离子电池 燃料电池 氢氧燃料电池
一、一次电池 1定义: 放电后不能再充电使其复原的电池 2举例: 普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C