第三单元化学能与电能的转化
江苏省徐州市高中化学 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(第1课时)化学能转化为电能
2-3-1 化学能转化为电能锁定目标 找准方向备 注 1、初步认识原电池的原理和一般构成条件；2、抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。
通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。
自我构建 快乐无限预习时要好好阅读课本，体会化学能转化为电能的意义及书写电池总反应的方法对照课本41页图2-7完成表格 [求知探究]一、化学能转化为电能 （一）原电池原理探究实验1、将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验2、将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验3、用导线把锌片和铜片连接，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验4、在锌片和铜片之间连接一个电流计后，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验现象结论实验1锌片上 。
铜片上 。
化学方程式： ， 说明金属活动性性： Zn Cu 。
实验2锌片上 。
铜片上 。
实验3 铜片上 。
实验4 电流计指针 。
产生了 。
1、原电池的定义：我们把__________________________的装置为原电池（二）原电池工作原理:以Zn 、Cu 原电池为例项目 Zn Cu 电极反应 电子得失 反应类型 电极性质总反应 能量转化合作探究 携手共进（三）原电池知识总结 原电池的概念和原理（1） 特点：把 能转化为 能的装置 （2） 电极名称及电极反应正极：电子 的极， 电极 （活泼或不活波），发生 反应 负极：电子 的极， 电极 （活泼或不活波），发生 反应 电子流向：电子在外电路沿导线从 极流向 极电解质溶液中离子流向：溶液中 离子移向正极， 离子移向负极。
（填 正/负） （3）原电池的构成条件1、必须有_______________溶液；2、两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。
两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中去。
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
苏教化学必修2专题2第三单元 化学能与电能的转化(共25张PPT)
观察与比较
阴极
阳极
原电池
电解池
一、电解原理
1、电解概念:
电解池
概念——电能转化为化学能的装置。
（1）与直流电源相连 构成（2）两个电极（正阳,负阴）
（3）有电解质溶液或熔融电解质 （4）形成闭合回路
交流与讨论
2、电解池的工作原理
石
铁
墨
电
电
极
极
ClNa+
思考1、接通电源前、后熔融 氯化钠中的Na+和Cl－各向 哪个方向移动？
4、写出下列装置的电极反应，并标明氧化 反应、还原反应
Fe
Cu
Fe
Cu
A Cu
氯化铜 溶液
C
B C
稀硫酸 Cu
硝酸银溶液 C
D 氯化铜溶液
思考与交流2 原电池与电解池的比较 e
失去电子 氧化反应
负极
正极
得到电
子还原
反应
阳离子得 电子发生 还原反应
电解质溶液
阴极
－＋
e
阳极
电极材料或阴离 子失电子发生氧
电解池
概念——电能转变为化学能的装置。
（1）与直流电源相连 构成 （2）两个电极（正阳,负阴）
（3）电解质溶液或熔融电解质 （4）形成闭合回路
（1）电解氯化铜溶液
阳极
阴极
电解 反应
现象
电极反应式
有气泡产生，使湿润 的淀粉－KI溶液变蓝
2Cl--2e- =Cl2↑
颜色加深，碳棒上有 红色物质生成
Cu2++2e- =Cu
铅=蓄2P电bS池O的4+2充H2电O 过程—— 电解池
阴极： PbSO4 +2e- ＝ Pb+SO42阳极： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO42-+4H++2e电池总反应：2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
高中化学专题6化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能苏教版必修第二册
图2
① ② ③ 棒的质量 ④ 棒的质量 ⑤溶液的质量
[解析] 不参加反应，因此 不变，②不符合图像变化；负极反应式为 ，正极反应式为 ，则 棒的质量逐渐减少， 棒的质量逐渐增加， 逐渐减小，①③符合图像变化，④不符合图像变化；由电极反应式可知，每溶解 铁转移 电子，有 银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减小，⑤符合图像变化。故C正确。
正
还原
（4） 电极反应式为_ _________________。（5）总的电极反应式为_ _______________________。（6）外电路中的电子是从_ _______（填电极材料,下同）电极流向________电极。（7）溶液中阴离子向_ _______电极移动。（8）若反应过程中有 电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下体积为_ ________。
（5）该原电池的总反应为锌与稀硫酸生成硫酸锌和氢气，反应的离子方程式为 。（6）外电路中电子由负极经导线流向正极，即由锌 电极经导线流向 铜电极。（7）原电池中，溶液中阴离子向负极移动，即向锌 电极移动。（8）正极反应： ，由电极反应可知转移 电子生成 氢气，则 电子发生转移时生成 氢气，标准状况下体积为 。
对点演练6 [2023江苏徐州树恩高级中学月考]某学生学完原电池的知识后，设计如图所示柠檬水果电池，观察到外电路的电流从电极 流向电极 。如果他选择了铁为 极，则 极应该是( )
A
A.锌 B.石墨 C.银 D.铜
[解析] 外电路的电流从电极 流向电极 ，则 是正极， 是负极。锌的活动性强于铁，锌、铁构成原电池，锌是负极，A符合题意；石墨、铁构成原电池，铁为负极，石墨为正极，B不符合题意；铁的活动性强于银，铁、银构成原电池，铁是负极，银是正极，C不符合题意；铁的活动性强于铜，铁、铜构成原电池，铁是负极，铜是正极，D不符合题意。
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第1课时 化学能转化为电能一、原电池工作原理 1．实验探究2.原电池的概念原电池是将化学能转化为电能的装置； 原电池的反应本质是氧化还原反应。
3．原电池的构成条件理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。
具体条件是：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。
(2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。
(3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。
4．原电池的工作原理 (1)分析下图并填空原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)能量转化：化学能转变为电能。
例1如图所示装置能够组成原电池的是_______________________________________。
其他不能构成原电池的说明理由：_____________________________________________。
考点原电池工作原理题点原电池的形成条件与判断方法答案EFG A装置的两个电极的活泼性相同，电子不会流动形成电流；B装置为非电解质溶液，不能发生氧化还原反应；C装置电解质溶液在两个分开的装置中，不成形成闭合回路；D装置无导线连接电极，不能形成闭合回路。
它们均不能构成原电池思维启迪原电池的判定方法：一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。
例2如图，电流计的指针发生偏转，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分别可以为Zn、Cu和稀盐酸C．C中阳离子向A极移动D．A极发生氧化反应答案 C解析原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。
二、原电池原理的应用1．钢铁的电化学腐蚀(1)电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。
第三单元---化学能与电能的转化
第三单元---化学能与电能的转化————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第三单元化学能与电能的转化本课提要通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理；掌握化学能与电能的转化关系及其应用。
本课重难点原电池的原理课前准备【温故】氧化还原反应是有＿转移的化学反应。
在氧化还原反应中，失去电子的物质是＿，还原剂发生＿＿反应，表现出＿＿；得到电子的物质是，氧化剂发生反应，表现出。
【知新】化学电源是利用化学反应，使转化为，电解（如电解水和电解氧化铝等）、电镀（在物质表面镀上一层金属）是将＿＿＿＿转化为＿＿＿＿。
课堂在线【实验探索1】观察实验现象并记录。
实验现象结论Cu、Zn片同时插入稀硫酸中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿能与硫酸反应，不能与硫酸反应用导线将Cu、Zn片连接＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿——在导线中间连接一个灵敏电流计＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿电流产生【问题探究】思考下列问题，完成下列填空。
（1）锌片和铜片用导线连接前后．．插入稀硫酸中，出现的现象不同，为什么？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（3）锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（4）电子流动的方向如何？电流的方向如何？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿1．原电池的定义──将转变为的装置叫做原电池。
2．原电池的电极及反应式：锌片的质量，溶液中的c(H+) ，电子流动方向，电流方向，溶液中SO42—移动方向。
锌片（负极）反应式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿( 反应）；铜片（正极）反应式：（反应）；总反应式：。
【实验探索2】实验现象结论Al—Al插入稀硫酸中，在导＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿电流产生线中间连接一个灵敏电流计Al—C插入稀硫酸中，在导线＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿电流产生中间连接一个灵敏电流计Cu—Al插入酒精中，在导线＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿电流产生中间连接一个灵敏电流计3．原电池的工作原理：（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；（3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
高中化学 专题二 第三单元 第1课时《化学能转化为电能 化学电源》课件(苏教版必修2)
(3)铜锌原电池。
图 2－3－1 Zn ，电极反应式： Zn －2e－===Zn2＋ 氧化 反应)。 负极：___ ________________(_____
＋＋2e－===H ↑ Cu 2H 还原 正极：___，电极反应式：_________________(____ 反应)。 2
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 。 总反应式：________________________ Zn→Cu 用电极表示)。 电子流向：___________(
池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)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，而正极总是得电子发生还原反应。 (5)根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡放出 的一极为正极。
电极反应式、原电池反应式的书写 1．书写方法 (1)首先判断原电池的正、负极，负极发生氧化反应，正极
电池，使产生 H2 的速率加快。 2．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性较强的金属为负极，活动性较弱的 金属为正极。例如有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀 硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极上有气泡产生，由原电池原理 可知，金属活动性：A>B。
3．设计原电池
从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。 例如反应 Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2 可设计成如图 2－3－3
4．(2011 年广东广州检测)将纯锌片和纯铜片按图 2－3－5
所示的方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的 是( C ) 。
图 2－3－5 A．甲中铜片是负极 B．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 C．产生气泡的速度甲比乙快 D．两烧杯中溶液的 pH 均减小
苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能和电能 的转化 课件 (共18张PPT)
（2）
（3）
形成条件二：活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、
或可以导电的非金属，如石墨等
实验探究形成原电池的条件
（4）
（5）
形成条件三：电极需接触电解质溶液
实验探究形成原电池的条件
形成条件四：必须形成闭合回路
小结
原电池 构成
负极： 较活泼金属(Zn)
正极： 较 不 活 泼 金 属 (Cu)
化学能转化为电能
请你当医生
格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她 开怀大笑的时候可以发现一口整洁的牙齿中镶有 两个假牙。其中一颗是黄金制的——这是富有的 标志，另一颗是不锈钢制的，这是一次车祸留下 的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸以后，她 经常头痛，夜间失眠、心情烦躁。医生绞尽脑汁， 格林太太的病仍无好转。
或C
电解质溶液： H2SO4溶液
试一试 1.判断下列装置能否构成原电池，若能，标出 电负极、写出电极反应式及电池反应式
Fe Ag √
C CuSO4 (aq)
√
提升练习
利用反应 Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 设计一个原电池装置。 ①画出装置图；②标明电极材料和电解质溶液；③ 写出电极反应式。
一位年轻的化学家为格林太太揭开了病因。
实实验验21
现象： 锌片溶解，且表面
无明显现象产生。
1.Zn片 有气泡产生。 ，Cu片片：
Zn
Cu
溶解但无气泡(纯锌)
Cu片：
稀硫酸
不溶解但有气泡
【问题】
e- →
Zn
Cu
1.Zn片上发生什么反应？
2.Cu片上发生什么反应？
高中化学专题6第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能学案苏教版必修第二册
第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能新课程标准1．理解化学能与其他形式能量的转化。
2．理解原电池的概念及工作原理。
3．认识化学能转化为电能的实际应用。
学业质量水平合格性要求1.能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池要素，并能分析原电池的工作原理。
(水平1)2．以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。
(水平2)等级性要求1.能设计实验认识构成原电池的条件及其原理，提高实验探究能力。
(水平3)2．能举例说明化学能转化为电能的实例并了解其应用。
(水平4)图说考点基础知识——自学·思记·尝试[新知预习]一、原电池工作原理1．实验探究[实验1、2现象] 实验1、2中现象相同，均为锌片周围________________，铜片周围________________。
[实验结论] 锌与稀硫酸________________，铜与稀硫酸________。
原因：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中氢；铜片在金属活动性顺序中位于氢后面，________置换酸中氢。
[实验3、4现象] 锌片周围________________，铜片周围________________；实验4中电流计指针________。
[实验结论] 锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有________产生。
2．原电池(1)概念：将____能转变为____能的装置。
(2)以锌—铜—稀硫酸原电池为例)Zn电极Cu电极(3)构成条件：3．钢铁的电化学腐蚀：(1)实验探究：钢铁表面吸附一层水膜，形成的电解质溶液里(2)电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触，发生________反应，比较活泼的金属________被氧化，这种腐蚀叫作________。
【学而思】(1)(想一想)是否所有的化学反应理论上都可以设计成原电池？(2)(情景思考)在Zn－H2SO4－Cu原电池中，H＋得到的电子是Cu失去的吗？在这个过程中Cu起什么作用？你怎样知道导线中有电子通过？(3)(思维升华)若将铜锌原电池中的Cu电极换成石墨，可以吗？为什么？(4)钢铁在干燥的空气中长时间不易生锈，但在潮湿的空气里很快就会生锈，纯的铁片在潮湿的空气里也不容易生锈，这是什么原因呢？二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时的相互干扰减小，使反应速率增大。
高中化学2-专题2-第三单元-化学能与电能的转化
电解池外电路电子的流动方向
e-
e-
e-
e-
e-
e-
电离与电解的比较
条件
电离
电解质溶于水或受 热融化状态
电解
电解质电离后，再 通直流电
阴阳离子定向移动， 过 电解质电离成为自由 在两极上失得电子成
移动的离子。如： 程 CuCl2=Cu2++2Cl-
为原子或分子。如： CuCl2=通=电Cu+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
三、电能转化为化学能
三、电能转化为化学能
思考
CuCl2＝Cu2++2Cl－ H2O H++OH－
1. 通电前，氯化铜溶液中有哪些离子？运动 情况如何？
2. 通电时，离子的运动情况有什么改变？ 3. 当离子定向移动到电极表面时，发生的是 什么类型的反应？
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化还原反应生 成了新物质
联系 电解必须建立在电离的基础上
原电池和电解池知识总结比较表
内容
原电池
电解池电极判断较活金属做负极阴极：连接电源负极的 一极
电极反应
负极发生氧化反应
阳极氧化反应 阴极还原反应
电子移动方向 从负极流向正极
能量转变
化学能变为电能
从阳极流向阴极 电能变为化学能
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化学能与电能的转化
[随堂基础巩固]
1．下图装置能够组成原电池的是( )
2．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可
能为( )
A．铝 B．铜
C．锡 D．硅
3．某原电池反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是( )
A．HNO3为电解质溶液 B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变 D．铜为原电池正极
4．常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。放电时锌极上的电极反应
是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，氧化银极上的反应是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下
列判断中，正确的是( )
A．锌是负极，发生氧化反应，氧化银是正极，发生还原反应
B．锌是正极，发生氧化反应，氧化银是负极，发生还原反应
C．锌是负极，发生还原反应，氧化银是正极，发生氧化反应
D．锌是正极，发生还原反应，氧化银是负极，发生氧化反应
5.如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。
(1)B为原电池的________极，金属活泼性：A________B(填“>”或“<”)；若电极有：Zn、
Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为________。
(2)若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应为________。
参考答案：
2
1、解析：根据原电池的形成条件进行分析解答。(1)由较活泼的电极与较不活泼的电极
构成原电池的两极，可排除A选项；(2)要有电解质溶液，可排除D选项；(3)一般能自发地
发生氧化还原反应，可排除C选项。答案：B
2、解析：据题意可知该金属的活泼性比锌弱，但在金属活动性顺序表中排在H的前面，
故选C。答案：C
3、解析：由原电池反应可知，负极应为铁，正极为比铁活动性差的电极，电解质溶液
应为非氧化性酸。A项中，HNO3为电解质溶液，被还原的不是H＋而是NO－3，还原产物是
NO而不是H2，A错；B项中，锌比铁活泼，正极不能是锌，B错；C项中，铁为负极，电
极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，铁极质量减小，C错；D项中，铜不如铁活泼，可以作正极，D
正确。答案：D
4、解析：放电时是原电池。负极是较活泼金属，还原性物质，发生氧化反应；正极是
较不活泼金属或导体，氧化性物质，发生还原反应。
答案：A
5、解析：据题意可知，B为原电池负极，A为正极，所以金属活泼性：
A
答案：(1)负 < Ag (2)AgNO3溶液