化学能与电能(第二课时)
高中化学必修二教案-2.2化学能与电能 人教版
第二单元课题二第2课时化学能转化为电能
1.定义
2、Cu——Zn原电池电极反应
三、原电池构成条件
教学反思本节课通过实验了解化学能与电能的转化关系，让学生通过对化学能能否直接转化为电能做出猜想，提出方案，和对方案的验证掌握原电池的概
念及工作原理，通过对比试验理解原电池形成的条件。
最后，学生通过水
设计果电池使本节课所学的内容得到了进一步的巩固和升华。
本节课完成
了既定的学习目标和学习内容。
也加强的了学生学习化学的兴趣！。
必修2 第2章 第2节 第2课时 化学能与电能
OH‾
化学学习的神器
H L D
自主学习
对照课本，对几种典型的电池进行了解 完成学案
化学学习的神器
H L D
原电池电极反应的书写
e‾
负极：Al 正极：C 负极：Al 正极：C
氧化 Al
电解液：KOH 电解液：KOH
C 还原
I I
消耗阴离子
OH‾
生成阴离子
Al 4OH -3e AlO2 2 + 2H2 2O 2Al + 8OH‾ -6e‾ = 2AlO‾ ‾ + 4HO 6H2O +6e‾ = 3H2 + 6OH‾ 2H +2e H2 + 2OH‾
化学学习的神器
H L D
锂电池
Li + MnO2 = LiMnO2
化学学习的神器
H L D
燃料电池
常用燃料 氢气 甲醇 甲烷
化学学习的神器
H L D
电池的另一面
一节5号电池造成的污染能使1 一节5号电池造成的污染能使1平方米的土壤绝收 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 据不完全统计，中国电池年产量为180亿只，出口约100亿 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 只，国内年消费量约80亿只，回收率不超过２％。 铅：神经系统（神经衰弱、手足麻木）、消化系统（消化不 良、腹部绞痛）、血液中毒和其他的病变。 汞：精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快，肌肉颤 动，口腔和消化系统病变。 镉、锰：主要危害神经系统。
1800年 1800年 1859年 1859年 1887年 1887年 1890年 1890年 1914年 1914年 1954年 1954年 1970’s 21世纪 21世纪
第二节化学能与电能(第二课时)
几款新型电池简介
用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池， 用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池，装 在改造过的“大公共” 一口气就能跑上220公里， 220公里 在改造过的“大公共”上，一口气就能跑上220公里，而其每公里 只需耗电0.68 0.68度 只需耗电0.68度……
钮扣电池： 钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳 和负极盖组成的小圆盒， 和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极 一端填充由Ag 一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正 极活性材料， 极活性材料，负极盖一端填充锌汞合 金作负极活性材料， 金作负极活性材料，电解质溶液为浓 KOH溶液 已知电池内Zn 溶液， Zn的氧化产物为 KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为 ZnO， ZnO，
ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 “Core”，补充一次氢燃料可持续行驶4个 Core ，补充一次氢燃料可持续行驶4 小时。最大时速为80km/h Core通过鞋盒 80km/h。 小时。最大时速为80km/h。Core通过鞋盒 大小的小型制氢器来补充氢燃料。 大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托 车上拆下后，还可在ATV 全地形车） ATV（ 车上拆下后，还可在ATV（全地形车）及 摩托艇等行驶工具上使用。 摩托艇等行驶工具上使用。
几款新型电池简介
一款NISSAN X-TRAIL燃料 一款NISSAN X-TRAIL燃料 电池车许多媒体和观众驻足。 电池车许多媒体和观众驻足。 该车配备了高能量紧凑型 该车配备了高能量紧凑型 锂电池组。 锂电池组。通过其独有的高功 率电机，可产生高达85千瓦的 率电机，可产生高达85千瓦的 85 功率， 功率，最高时速可达每小时 145公里 驾驶里程则超过350 公里， 145公里，驾驶里程则超过350 公里。这辆车的展出， 公里。这辆车的展出，不仅给 X-TRAIL(奇骏 奇骏) NISSAN X-TRAIL(奇骏)迷们带 来一个大大惊喜，更让环保人 来一个大大惊喜， 士们欣喜不已， 士们欣喜不已，预示着未来的 汽车能源将朝着清洁、高效、 汽车能源将朝着清洁、高效、 安全的方向发展。 安全的方向发展。
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共29张PPT)
发展中的新型电池
（1）钮扣电池(Ag-Zn电池)：不锈钢 制成一个由正极壳和负极盖组成的小 圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少 量石墨组成的正极活性材料，负极盖 一端填充锌汞合金作负极活性材料， 电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内 Zn的氧化产物为ZnO。
电池反应：
负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
3、燃料电池——高效、环境友好的化学电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电 能的化学电池。 它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极， 活性炭电极等。 (例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)
小型高性能燃料 电池
氢氧燃料电池工作原理：
总反应：2H2 + O2 =2H2 O
笔记本电脑专用电池
锂电池（有机溶剂电解液）
负极：2Li-2e—=2Li+ 正极：I2+2e—=2I— 总反应：2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命 延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿 命长。
资料：对自然环境威胁最大的 五种物质即铬、镉、铜、铅、 汞。电池包含三种镉，汞，铅
• 综上所述：这些电池有什么缺陷呢 ？
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金
属如锌、铅、镉、汞、锰等。
有机汞中毒，患者手足失调，步行困据难专，家运测动试障，碍一，节听纽力扣及电言池
语障碍，肢端麻木
能污染60万升水；一节一号
感觉障碍，视野缩小，重者神经错乱电，池痉烂挛在，地最里终，死能亡使一平方
第二节 化学能与电能
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• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 第二节 化学能与电能 第二级 第三级 第四级 第五级
2013-4-10 2013-4-10
1 1
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 第二级 1.通过实验探究原电池中发生的化学反应，认识化学能 第三级 转化为电能的基本原理。 第四级 2.了解几种常见原电池的结构和电极反应。 第五级 3.使学生感受电解质在电极反应中的作用。
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路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
【实验二】 再用导线把锌片和铜片连接起来，观察 铜片上有无气泡产生？
单击此处编辑母版标题样式
• 在导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转? 单击此处编辑母版文本样式 A • 第二级 • 第三级 • 第四级 • 第五级
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7 7
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样Байду номын сангаас 第二级 第三级 第四级 第五级
【实验一】 分别把锌片和铜片插入到稀 H2SO4中, 观察现象。
锌片上有气泡,铜片上没有气泡 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
3、根据原电池两极发生的变化来判断： 原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
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15 15
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
【思考与讨论】请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
化学能与电能的转化第二课时电解规律
化学能与电能的转化第二课时电解规律教学时间第三周 3月5日本模块第8课时教学课题专题专题1化学反应与能量变化单元第二单元化学能与电能的转化节题第二课时电解规律教学目标知识与技能通过电能转变为电能的探究活动，了解电解池的工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。
过程与方法通过实验探究电能转化为化学能的装置，培养实验探究能力。
情感态度与价值观通过分析电解饱和氯化钠溶液，原理体会化学反应对人类生活生产的作用，化学在解决人们生产、生活中的重要作用。
教学重点离子放电顺序教学难点电极反应式的正确书写。
教学准备氯化钠溶液、U形管、稳压电源。
教学过程教师主导活动学生主体活动[回顾]如何写电解池中两极的电极反应式。
[交流与讨论] P19电解氯化钠溶液原理。
1．在氯化钠溶液存在离子，接通直流电源后，溶液中离子向阳极移动，由于离子比离子容易失去电子，在阳极被氧化；溶液中离子向阴极移动，由于离子比离子容易得到电子，在阴极被还原；在极区得到NaOH。
2．请写出电解食盐水过程中的电极反应为：总反应的电解方程式3、分析氯碱工业在电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区： [讨论]1、判断阴极、阳极，电子得失。
2、离子反应。
NaCl==Na+ + Cl—H2O H++OH—自由移动Na+ 、Cl—H+、OH—能电后作定向移动，Na+ 、H+、移向阴极氢离子得电子变成氢气，OH—Cl—向阳极移动失电子，氯离子失电子而变成氯气阳极：2Cl——2e-= Cl2阴极：2H++2e-= H2或2H2O+2e-= H2+2OH—2Cl—+2H2O = Cl2 +H2+2OHCl2+2OH ==Cl—+ClO—教学过程教师主导活动学生主体活动1．电极产物的判断依据——离子放电顺序和电极材料阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电．放电顺序取决于离子本身性质，也与电极材料有关．电解时所使用的电极分为两类：一类为惰性电极，只起导体的作用（如铂、石墨等）．另一类为活性电极（除铂、金以外的金属），活性电极作阴极，只起导体的作用；若为阳极，电极本身．发生氧化反应。
化学能与电能(第二课时)
第二节化学能与电能（第二课时）学习目标：1理解原电池的原理及其构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。
2.了解原电池的应用。
3．了解常见的化学电源 。
学习重点：原电池正负极的判断 了解原电池的应用【预习案】1.从能量的角度看,原电池是将 能转化为 能的装置. 从化学反应的角度看,原电池的原理是氧化还原反应中 失去的电子经过导线传给 ,使氧化还原反应分别在 上发生.2．干电池是一种 电池.最早使用的是 ,负极是 .为了防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内电解质 换成湿的 .3．充电电池又称为 , 充电放电可循环进行,至一定周期后终止.如:最早也是最广泛使用的铅鎳电池. 是铅,正极是二氧化铅,电解质是硫酸. 封闭式体积小的镍镉电池.负极是 ,正极是NiO(OH), 电解质是氢氧化钾.4．氢氧燃料电池是一种高效.环境友好的发电装置.如氢氧燃料电池在负极上发生氧化反应的是 , 在正极上发生 反应的是 .,产物是 燃料电池与干电池或蓄电池的主要区别在于 不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地提供 等.【探究案】一．【复习】原电池的构成条件？二．【探究】原电池正负极的判断方法？①稀硫酸 ②硫酸铜溶液①现象②现象归纳：原电池正负极的判断方法：三．【知识综合运用】（一）原电池设计例题1.铁及其铁的化合物应用广泛,如FeCL3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：(2)若将中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式：正极反应：负极反应：变式训练1：某原电池总反应离子方程式为：2Fe3 + + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是：A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCL3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeCL3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuCl2溶液变式训练2：利用Cu + 2Ag+ = Cu2 + + 2Ag反应，设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式（二）、原电池原理的应用例题2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[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 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
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28
8．(2011·河北南宫中学高一第二学期期中考试化学试题) 下图为番茄电池，下列说法正确的是( )
29
A．一段时间后，锌片质量会变小 B．铜电极附近会出现蓝色 C．电子由铜通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极
11
2．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和Y组成原电池时，Y
为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
为（C ）
（A）X＞Y＞Z
（B）X＞Z＞Y
（C）Y＞X＞Z
（D）Y＞Z＞X
3、为加快制取氢气的速率,最好的方法是( D )
A 、纯锌与稀硫酸反应 B 、纯锌与浓硫酸反应 C 、含杂质的锌与稀硝酸反应 D 、含杂质的锌与稀硫酸反应
12
4、等质量的两份锌粉a、b，分别加入到两支
相同的试管中，然后加入等体积、等物质的量
浓度且均过量的稀硫酸，同时a中加入少量
CuSO4溶液，，则产生H2的体积（V）与时间
（t）V 的关系用图像表示如下，V 正确的D是（
）
Aa b
B
ba
0
t
0
t
V
Ca
b
V b
Da
0
t
0
t
13
第二章第二节
化学能与电能 （第三课时）
14
学习目标
认识几种生活中常见的化学电池， 会写氢氧燃料电池的电极反应式。
15
二、发展中的化学电源 （1）干电池
锌—锰干电池
16
阅读课本内容，填空
干电池是用 锌 制圆筒形外壳作负极， 位于中央的顶有铜帽的 石墨棒 作正极， 在石墨周围填充 淀粉和NH4Cl 作电解质。 负极反应： Zn－2e-＝Zn2+ 。
电解质：KOH
特点：体积小 用途：无线对讲机，
寿命较长
电动剃须刀等 19
锂离子充电电池
新一代可充电 绿色电池
20
（3）燃料电池
氢 氧 燃 料 电 池21
电极: Pt制作的惰性电极
氢氧燃料电池
特点： A、能量转化率高
B.无污染
C.燃料储存在外部设备中 22
总反应： 2H2 + O2＝2H2O
酸性：
B. 保持平衡状态；
C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜； 8
2.请根据反应： Fe + Cu2+ = Fe 2++ Cu 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe
CuCl2
9
判断下列哪些装置构成了原电池？若
试
不是，请说明理由；若是，请指出正
一
负极名称，并写出电极反应式.
试
①
②
(×)
(×)
③
(∨)
负极： Zn－2e-＝Zn2+
特点：放完电后不能再使用，内部氧化 还原反应不逆 转。 用KOH代替NH4Cl能提高性能,延长寿命
用途:录音机，电动玩具，遥控器，手电17筒
（2）充电电池
汽车用铅蓄电池
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特点：可多次使用，放完电后， 可再充电。内部氧化还原反应 在放电、充电时“逆转”进行。
负极：Cd
镍镉电池 正极;NiO(OH)
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 3
2、根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
4
3、根据电子或电流流动方向（外电路）：
e
e
电子从负极流出 沿导线 流入正极 电流从正极流出 沿导线 流入负极
5
4、根据离子的定向移动（内电路） 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
6
5、根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2 Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（负极）（在正极）
6、负极往往会溶解，正极往往会产生 气泡或者增重
7
练习:原电池的应用
1、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 A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； ( D )
提示：干电池是一次性电池，放电之后不能充电，
即内部的氧化还原反应是不可逆的；充电电池 又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原 反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到 放电前的状态。
3.思考燃料电池是否是通过燃料的 燃烧实现能量的转化？
25
提示：不是。燃料电池使可燃物与氧化剂 在不同电极上反应，并没有发生燃烧。
正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
10
④
(∨)
⑤
(∨)
负极： Zn－2e- ＝Zn2+ 正极：2H++2e- ＝H2↑ 总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e - ＝Fe2+ 正极： Cu2++2e- ＝Cu 总反应：
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
30
第二章第二节
化学能与电能 （第二课时）
1
学习目标
能用原电池知识解题，会书写简 单的原电池的两极的电极反应式
2
原电池电极名称的确定方法
1、根据电极材料的性质确定 通。常是活泼金属是负极，不活泼 金属、碳棒、化合物是正极。
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电 源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生 反应的物质是（ D ）
氢氧燃料电池 负极：2H2－4e-＝4H+ 正极：O2＋4H+＋4e-＝2H2O
KOH 正极：O2＋2H2O＋4e-＝4OH溶液
负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O 23
1.探究充电电池是否可以 无限次地使用？
提示：不可以。充电电池的充电次数 也有限制，不能无限次地使用。
24
2.干电池与充电电池的本质区别
燃料电池： （1）电极本身发生反应吗？ (2)两个电极可以用同种材料吗?
充入的气体发生反应 可以用相同的不活泼的材料 26
1.下列反应中，在原理上不能设计成原 电池的是( ) A.氢氧化钠溶液与盐酸的反应 B.铝片与盐酸的反应 C.氢气与氧气的反应 D.铁与硫酸铜溶液的反应
27
2 (双选)如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提 示，下列叙述正确的是