【学案导学设计】2014-2015学年高中化学同步课件：1.3 化学能转化为电能——电池(1)(鲁科版选修4)
高三化学一轮复习——化学能转化为电能课件(1)
2. ΔH 表示反应热、焓变，单位是kJ ·mol-1 在热化学方程式中ΔH的数值与化学计量数成正比
3.吸放热反应的图像与ΔH的计算 （1）ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量
ΔH
（2）ΔH＝断键吸收的总能量－成键释放的总能量
_
+
NaCl溶液
。 。
变式2：将电解 负极电极反应式：Fe - 2e- =Fe。2+
质改为NaCl溶液 正极电极反应式:
。
O2 + 4e- +2H2O=4OH-
小结
１.定义:将化学能转化成电能的装置 2.工作原理
e-，沿导线流向正极，
原A
Zn
Cu
氧化反应 负极
正极 还原反应
电 稀硫酸
池
电解质 阴离子 溶液 阳离子
的活动性顺序由强到弱的为 ( B )
A．a > b > c B．a > c > b C．c > a > b D．b > c > a
a>b
c>b a>c
原电池原理的应用
2、比较反应速率
为了加快锌与稀硫酸反应速率，往往向溶 液中加入少量硫酸铜溶液。分析原因。
Zn
稀硫酸
CuSO4 溶液
原因：锌置换出了铜， 构成了锌铜原电池， 加快了反应。
铁锈
—
原电池原理的应用
4、设计原电池
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：
Fe + 2H+ = H2 ↑ + Fe2+ 设计成一个原电池。
高中化学【化学能转化为电能——电池】
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1．了解原电池的工作原理。
(重点)2．能写出电极反应式和电池反应方程式。
(重点)3．学会设计简单原电池装置。
原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1．实验装置2．实验现象及分析实验现象检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗电极反应负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu能量转换化学能转化成电能1．原电池(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。
(2)电极名称及电极反应。
①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。
②正极：电子流入的一极，发生还原反应。
(3)原电池的构成条件。
①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
②电解质溶液。
③构成闭合回路。
④能自发发生的氧化还原反应。
2．工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
[探究·升华][思考探究]1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。
1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。
其基本构造如图所示。
问题思考：(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4通过盐桥移向锌极吗？【提示】该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4不会通过盐桥移向锌极。
(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？【提示】取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。
(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。
鲁科版高中化学精品系列 选修四1.3 化学能转化为电能—电池 课件
1. 锌锰干电池
（1）酸性锌锰干电池 电极反应方程式： 负极：Zn – 2e- = Zn2+ 正极：2MnO2+2NH4++2e= Mn2O3+2NH3↑+H2O 反应总的方程式 2MnO2+2NH4++ Zn= Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+
1. 锌锰干电池
（2）碱性锌锰干电池 电极反应方程式： 负极：Zn+2OH-–2e-= ZnO+H2O 正极：MnO2+2H2O +2e= Mn(OH)2+2OH反应总的方程式 Zn + MnO2+ H2O= ZnO + Mn(OH)2
阅读：课本P22第一段
1.电池反应：原电池的两个电极反应组成电池的总 反应，这个总反应叫做电池反应 2.原电池的表示式（课本P22资料在线）
要点强调（《导学》P16-17）
要点强调（《导学》P16-17）
要点强调（《导学》P16-17）
要点强调（《导学》P16-17）
要点强调（《导学》P16-17）
Zn-2e- == Zn2+
正极（Cu）： （还原反应）
Cu2+ + 2e- == Cu
电池反应： Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
返回
原电池的工作原理
原理分析：课本P20 电极反应 负极: Zn-2e- == Zn2+ 氧化反应 正极：Cu2++2e- == Cu 还原反应 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu
阴离子 电解质 溶液
内电路
总反应: Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
2014年高考化学(鲁科版)一轮复习课件：6-3 化学能转化为电能——电池(65张PPT)
2．二次电池(可充电电池) 负极：Pb＋SO42－→PbSO4＋2e－； 正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO24－→PbSO4＋2H2O
放电 电池反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
酸性
碱性
负极反应 式
答案：A
考向二 原电池工作原理的应用 1．比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或 非金属)作正极。 如有两种金属 A 和 B，用导线将 A 和 B 连接后，插入到稀硫酸 中，一段时间后，若观察到 A 极溶解，而 B 极上有气体放出，则说 明 A 作负极，B 作正极，则可以断定金属活动性 A>B。
1．不是所有化学反应都可以设计成原电池。( ) 2．原电池的两电极中，较活泼的电极一定为负极。( ) 3．燃料电池的反应条件是燃烧。( ) 4．可充电电池中的电极反应是可逆反应。( ) 答案：1.√ 2.× 3.× 4.×
1．理解原电池概念的 2 个方面： (1)能量转化：化学能转化为电能；(2)反应本质：氧化还原反应。 2．掌握原电池的两极反应类型： (1)负极：发生氧化反应； (2)正极：发生还原反应。 3．熟记原电池构成的 3 个条件： (1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)； (2)两电极插入电解质溶液中； (3)形成闭合回路。
1．石墨层间化合物氟化石墨与非水系电解质组合可制成高能量 密度、高能输出功率、长输存周期、高安全性能的新型电池。该电 池以氟化石墨和锂作电极，用溶有 LiClO4 的有机溶剂作电解质。电 池总反应式：nLi＋(CF)n===nLiF＋C。则下列说法正确的是( )
A．Li 是负极，负极发生还原反应 B．放电过程中，Li＋从负极区通过外电路向正极区迁移 C．LiClO4 在有机溶剂中不能电离 D．氟化石墨作正极，电极反应式为(CF)n＋nLi＋＋ne－===nC＋ nLiF
2014年高考化学一轮知识梳理课件：6-3 化学能转化为电能——电池(65张PPT)(鲁科版)
－
－
－
－
考向二
原电池工作原理的应用
1．比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或 非金属)作正极。 如有两种金属 A 和 B，用导线将 A 和 B 连接后，插入到稀硫酸 中，一段时间后，若观察到 A 极溶解，而 B 极上有气体放出，则说 明 A 作负极，B 作正极，则可以断定金属活动性 A>B。
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 离子运动方向
负极 锌片 Zn― →Zn2 ＋2e
＋ － ＋
正极 铜片 Cu2 ＋2e ― →Cu
－
氧化反应
还原反应
由锌片沿导线流向铜片 阴离子→负极，阳离子→正极
3.原电池构成条件 (1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路。
关系
(1)两种腐蚀往往同时发生 (2)电化学腐蚀更普遍，危害性更大
2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 水膜性质 负极反应 正极反应
＋ －
析氢腐蚀 酸性较强
吸氧腐蚀 酸性很弱或呈中性 Fe― →Fe2 ＋2e
＋ －
2H ＋2e ― →H2↑ Fe2＋＋2OH－
2H2O＋O2＋4e ― →4OH 2Fe＋O2＋ 2H2O===2Fe(OH)2
＋ －
【特别提醒】 (1)负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中， 作为负极的材料本身并不参加反应。 (2)不注意电解质溶液的成分， 容易误写电极反应式， 如 Al 负极， 在酸性溶液中生成 Al3＋，在碱性溶液中生成[Al(OH)4]－。 (3)电子从负极经外电路流向正极，但电子不能通过电解液，是 通过阴阳离子的移动形成闭合电路。 (4)用总电极反应减去一极的电极反应时，须在两式电子转移数 相等的前提下进行。
高中化学精品课件：化学能转化为电能
氧化反应 还原反应
[练习1]:一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+==
Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是（ C ）
正极 负极 电解质溶液
A Zn Cu CuCl2
B
C
D
Cu
Cu Fe
Zn
Zn Zn
H2SO4 CuSO4 HCl
[小窍门]：怎样书写原电池的电极反应式和总反应式？ 书写步骤： （1）写出原电池总反应，根据电解质溶液改写原电池的 电极反应；（电解质参与反应） （2）写出负极的电极反应式：活泼金属作负极时，本身 被氧化： ①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物 为金属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。 ②若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“阳离 子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。 如：Mg—Al(KOH)原电池，负极反应式为：Al-3e-＋4OH===AlO2 - ＋2H2O； （3）由燃料电池总反应减去负极的电极反应式得正极的
[练习]:关于原电池的叙述中正确的是 ( B )
A．构成原电池的必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物 质生成 D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳 离子在此被还原
原电池反应的实质是自发的氧化还原反应。 4.电极反应的特点和电极反应式书写：
则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( B )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a
[练习2]:下列事实不能说明Al的金属活泼性比
1.3化学能转化为电能——电池课件高二化学鲁科版选修四
3、X、Y、Z、W四种金属片插入稀盐 酸中,用导线连接,可以组成原电池, 实验结果如下图所示:
Z>Y
Y>X Z>W X>W
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为___。
Z>Y>X>W
【作业】 《高效导学》
1、完成第16页——巩固训练区 2、课时作业（六）——原电池工 作原理，第7、8题选做。
（限时：30分钟以内）
Cu
ZnSO4溶 液
CuSO4溶液
原电池的工作原理 改进的装置：
盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液 和琼胶作成的冻胶。
注意：盐桥的作用？ →→通过Cl-向锌盐方向移动，K+向 铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液 一直保持电中性，从而使电子不断 从Zn极流向Cu极，通过盐桥将两个 隔离的电解质溶液连接起来，使电 流持续传导。
1、如何判断原电池的正负极？
2、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）
关于如图所示装置的叙述，下列叙述正确的是( )
5、原电池电极反应式的书写
Cu2++2e- == Cu
实验3：通过进行学案中一系列实验，探究原电池的构成条件
用途广泛的电池
用于“神六” 笔记本电脑 的太阳能电池 专用电池
人无志向，和迷途的盲人一样。
探究原电池的构成条件
一、原电池的工作原理
1、概念: 将化学能转化成电能的装置叫 做原电池。
2、构成条件：
（1）一般由两个活泼性不同的金属 （或金属与非金属）做电极； （2）两电极插入电解质溶液中； （3）形成闭合回路; （4）自发的氧化还原反应。
判断下列装置是否能形成原电池？
2014年高考化学(鲁科版)一轮复习课件：6-3 化学能转化为电能——电池(65张PPT)
2．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、 原材料来源丰富、成本低等特点。一般研究的镁燃 料电池可分为镁－空气燃料电池、镁－海水燃料电 池、镁－过氧化氢燃料电池和镁－次氯酸盐燃料电 池。其中，镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理如图 所示，下列有关说法不正确的是( )
A．放电过程中 OH－移向正极 B．电池的总反应式为 Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－ C．镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应 D．镁－过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为 H2O2 ＋2H＋＋2e－===2H2O
2Fe＋O2＋
===Fe(OH)2
2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)
32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
吸氧腐蚀更普遍
3.金属的防护
(1)加防护层 如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、 橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (2)电化学防护 ①牺牲阳极保护法——原电池原理 被保护的金属设备作正极，比被保护的金属活泼的金属作负极。 ②阴极电保护法——电解原理 被保护的金属设备作阴极，废铁作阳极。 (3)改变内部结构，如制成不锈钢等。
(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较 广，只要合理都可以。
原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答以下 问题：
(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。 肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液 是 20%～30%的 KOH 溶液。肼一空气燃料电池放电时：正极的电 极反应式是___________；负极的电极反应式是_____________。
H2―→2H＋＋2e－ H2＋2OH－―→2H2O＋2e－
高中化学 化学反应原理：化学能转化为电能——电池 学案1.
用心 爱心 专心 1 第三节 化学能转化为电能—原电池 学习目标 1、以铜—锌为例，从分析氧化还原反应的实质入手，领会原电池的工作原理。 2、通过电子的得失很容易书写电极反应和电池反应。 3、认识金属腐蚀的危害，通过试验探究防止金属腐蚀的措施。 4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。 一、原电池原理 1、原电池形成的条件 （1）两个活泼性 的电极，二者 （如相互接触）或 相连，插入 中。 （2）形成 回路。 （3）总反应为能自发发生的 反应。 2、正极、负极的判断
3、电极反应式的书写和电荷移动方向 （1）电极反应式的书写 负极： ，电极反应式： 。 正极： ，电极反应式： 。 电池反应： 。 （2）电荷移动方向 电子由 释放，经 沿导线流入 ，电解质溶液中的 移向正极，在其表面得电子被 ；活泼负极失电子，形成一个闭合回路。 二、金属的腐蚀 1、概念 用心 爱心 专心 2
金属与周围的空气或液体物质发生 反应面引起损耗的现象。 2、分类 一般分为 腐蚀和 腐蚀两种。 3、电化学腐蚀 （1）概念： 的金属暴露在潮湿的空气中或跟 接触时，由于形成 而发生腐蚀。 （2）分类 ①析氢腐蚀： 在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 ②吸氧腐蚀 在金属外面的水膜 很弱或呈 ，溶解一定量 时发生吸氧腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 三、金属的防护 1、改变金属的内部结构，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、 等。 2、加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3、电化学防护 （1）牺牲阳极保护法—— 原理 ① （阴极）：被保护的金属设备 ② （阳极）：比较保护的金属活泼的金属 （2）外加电流阴极保护法—— 原理 ① ；被保护的金属设备 ② ；惰性电极 例题1、下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是 A、构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 用心 爱心 专心 3
2014年高考化学(鲁科版)一轮复习课件：6-3 化学能转化为电能——电池(65张PPT)
[考纲展示] 1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理 3．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金 属腐蚀的措施。
一、原电池工作原理 1．概念 把化学能转化为电能的装置。 2．工作原理(以锌－铜原电池为例)
2．加快化学反应速率 由于形成了原电池，导致反应速率加快。如 Zn 与稀硫酸反应制 氢气时，可向溶液中滴加少量 CuSO4 溶液，形成 Cu-Zn 原电池，加 快反应进行。 3．用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护 一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连， 使锌作原电池的负极。
电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应
Zn―→Zn2＋＋2e－ Cu2＋＋2e－―→Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由锌片沿导线流向铜片
离子运动方向
阴离子→负极，阳离子→正极
3.原电池构成条件 (1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。 (2)将电极插入电解质溶液中。 (3)两电极间构成闭合回路。
滴加KSCN溶液，溶液不变色
【解析】 本题在新情境下考查原电池的基本原理，解题关键 是要明确原电池工作时两极相应的氧化还原反应。碱性条件下，铝 能与 NaOH 溶液反应生成 Na[Al(OH)4]和 H2，因此烧杯①中负极反 应式为 2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－，A 项错误；非强氧化性酸 溶液作电解质时，活泼金属易失电子，为原电池的负极，B 项正确； 烧杯①中，铁与铜都不能与 NaOH 溶液反应，不能形成原电池，C 项错误；烧杯②中铜不能与稀硫酸发生反应，固体不可能完全溶解， D 项错误。