化学能转化为电能第四课时 Word 文档
化学能转化为电能 课件
1991 年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为
电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。
负极： 4A1-12e - ＝ 4A13+
正极： 3O2+6H 2O+12e - ＝12OH -
电池总反应式为： 4A1+3O 2+6H 2O＝ 4A1(OH) 3
正极
(PbO
2)：PbO
2
+
4H
+
+SO
2-
4
+
2e
＝ PbSO
4
+2H
2O
总电池反应 :PbO 2 + Pb +2H 2SO4＝ 2PbSO 4↓+ 2H 2O
(1.25 ～1.p2pt 课8件g/cm -3)
40
第四十页，共49页。
拓
展Ⅲ.
创
高能电池(
银锌电池、锂电池
)
新银锌电池
电极(:dZiànn为jí)负极(fùjAí)g，2O 为正极(zhèngjí) 电解液 : KOH 溶液
ppt课件
38
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ppt课件
39
第三十九页，共49页。
Ⅱ.铅蓄电池 (二次电池 )
电极(diàPnbj为í)：负极(fùPjíb)；O 2为正极(.zhèngjí) 电解液 :30% 的 H2SO 4溶液
电极反应式 :
负极 (Pb) ： Pb + SO
2 4
-2e-＝PbSO
4
ppt 课件
31
第三十一页，共49页。
为什么实验室制取氢气时常用(chánɡ yònɡ)不纯的锌？
2020-2021学年化学人教版必修2课件：2-2-1 化学能转化为电能
解析：A 项，锌作负极，电极反应式为 Zn－2e－===Zn2＋， 负极质量减轻，铜作正极，电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu，正 极质量增加，故 A 正确；B 项，铝作负极，铁作正极，电子由铝 片(负极)通过导线流向铁片(正极)，故 B 错误；C 项，H＋向正极 移动，得到电子，发生还原反应，则硫酸根离子必然向负极移动， 这样才能形成一个闭合回路，故 C 错误；D 项，虽然镁的金属活 动性比铝强，但镁不与 NaOH 溶液反应，而铝能与 NaOH 溶液 反应，即在此环境中铝更容易失去电子，铝作负极，镁作正极， 故 D 错误。
燃烧 ――→
热能蒸汽 ―ຫໍສະໝຸດ →机械能发―电―→机 电能 。
(2) 燃烧 是使化学能转化为电能的关键。
2．原电池 (1)实验探究。
(2)原电池。 ①定义：将化学能转变为 电能 的装置。 ②工作原理(以铜－锌－稀硫酸原电池为例)：
③构成条件——“两极一液一线一反应” a．两极——两种 活泼性 不同的金属(或一种为能导电
劣质不锈钢腐蚀的实验现象：不__锈__钢__表__面__有__红__色__物__质__生__成__。
[思路分析] 设计原电池步骤如下： ①以自发发生的氧化还原反应为基础。 ②把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应， 从而确定电极反应。 ③以两极反应为原理，确定电极材料以及电解质溶液。 ④画出示意图。
(3)实例：
在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量 的锌块，目的是什么？
提示：钢的成分是铁碳合金，轮船在大海中航行，钢铁与海 水接触，形成铁碳原电池，能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼， 在船壳上镶嵌锌块后，形成铁—锌原电池，锌作负极被腐蚀，从 而保护了轮船不被腐蚀。
[例 2] 铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3 可用作催化剂、 印刷电路铜板和外伤止血剂等。
化学能转化为电能-课件说课讲解
在容器中加入约2/3容积的稀硫酸， 请按下列要求实验并记录实验现象：
1.将一块铜片和一块锌片分别插入盛有稀硫酸的 烧杯中。
2.将一块铜片和一块锌片同时插入盛有稀硫酸的 烧杯中。(铜片和锌片不要接触)
3.用导线把锌片和铜片连接起来，插入盛有稀硫 酸的烧杯中。
4.在锌片和铜片的导线中间连接一个灵敏电流计， 插入盛有稀硫酸的烧杯中。
2.原电池的电极反应
锌片（负极）：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 电 铜片（正极）：2H++2e-=H2 ↑ （还原反应） 子
总反应 Zn+2H+＝Zn2++H2↑
实验探究形成原电池的条件
形成条件一：活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属或非金属导体（石墨）等
实验探究形成原电池的条件
试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： 2H++2e- ＝H2↑
(∨)
总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e - ＝Fe2+
⑤
正极： Cu2++2e- ＝Cu
Zn－2e－
H+ H+ SO42-
2H++2e－=H2↑
阳离子
正极
负极
阴离子
《化学能转化为电能》上课课件(省级优质课获奖案例)
H2SO4 CuSO4 HCl
4.请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
I
Ag
e
-
eFe Zn
I
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ .
负极( Zn ): Zn－2e - = Zn2+ . 正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu .
Zn2+ H+ SO422H+ +2e-=H2
电流方向
3.原电池的电极反应式
电极 材料 Zn片 Cu片 电池 总反 应 电极反应 Zn－2e-＝ Zn2+ 反应 类型
氧化 反应 还原 反应
原电池的 电极 负极 正极
2H+ + 2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
实验探究形成原电池的条件
（可以）
第二单元 化学能与电能的转化
第一课时 化学能转化为电能
2
[活动与探究]
(1) 将一Zn片,Cu片分别插入 H2SO4溶液中，有什么现象？ 为什么？
(2) 将一Zn片,Cu片平行插入 H2SO4溶液中，有什么现象？ 为什么？
3
[活动与探究]
(3)若将Zn片,Cu片用一导线连 接再浸在H2SO4溶液中，有什 么现象？为什么？
4
[活动与探究]
(4)导线间接一电流计有何现 象产生？为什么？
5
[活动与探究]
(5)用一干电池连接电流计验 证电子流向，确定Zn片, Cu 片的正负极是怎样的？
6
高中人教版化学必修二专题13 化学能转化为电能(教师版)
专题13 化学能转化为电能化学能转化为电能1．燃煤发电的能量转化（1）过程：化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能―――→发电机电能 （2）燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
2．原电池 （1）实验（2（3）铜锌原电池工作原理：2（4）反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。
（5）构成原电池的条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电 的非金属)电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
【典例1】在如图所示的8个装置中，属于原电池的是 。
【答案】DFG【解析】图中A、B都只有一个电极，C中是两个活泼性相同的电极，E中酒精不是电解质溶液，H不能形成闭合回路，它们不属于原电池，属于原电池的只有D、F、G。
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相互的干扰减小，使反应速率增大。
（2）实例：实验室用Zn 和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
2．比较金属活泼性强弱（1）原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
（2）实例：有两种金属A 和B ，用导线连接后插入稀硫酸中，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（1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
（2）选择合适的材料。
①电极材料：电极材料必须导电。
负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
（3）实例：以Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu 为例电极反应⎩⎪⎨⎪⎧负极反应：Fe －2e －===Fe2＋正极反应：Cu 2＋＋2e －===Cu 电极材料及电解质⎩⎪⎨⎪⎧(1)负极：Fe(2)正极：Cu 或C (比Fe 的活泼性差的金属或能导电的非金属)(3)电解质：CuSO 4溶液装置图【典例2】 有a 、b 、c 、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c【答案】C【解析】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。
课件13：2.2.1 化学能转化为电能
【资料】
若用火力发电，那么每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨，二氧 化硫200万吨，一氧化碳1万吨，氮氧化合物37万吨，工业废渣 约1200万吨。
【想一想】 燃烧反应是否是氧化还原反应？ 氧化还原反应的本质又是什么？
【提示】燃烧反应是氧化还原反应，氧化还原反应的本质是氧化 剂与还原剂之间发生电子的转移，引起化学键的重新结合，伴随 体系能量的变化。
化学能
化学电池 氧化还原反应
电能
当堂检测
1.如下图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒，下 列说法中不正确的是（ A ）
A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B．碳棒上有气体逸出 C．导线上有电流，电子移动方向从a→b D．反应后a极质量减小
2.图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的 电子的物质的量，y轴表示（ C ）
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
2. 构成原电池的条件 第一组实验：探究形成原电池的条件
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
形成条件一：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、石墨等
第二组实验：探究形成原电池的条件
（可以） 形成条件二：电极需插进电解质溶液中
（不可以）
还原反应 2H++2e-==H2↑
【交流与思考】根据原电池的构造特点，总结出原电池外电路 中电子流动方向、电流流动方向、内电路离子流动方向。
外电路 电子：负极→正极 电流：正极→负极
内电路 阴离子→负极 阳离子→正极
必发生 失电子
的 氧化反应
原电池
必ห้องสมุดไป่ตู้生 得电子
2020高中化学人教版必修二教师用书：2-2-1 化学能与电能 Word版含答案
姓名，年级：时间：第二节化学能与电能第一课时化学能转化为电能一、一次能源和二次能源二次能源中的电能是应用最广泛，使用最方便，污染最小的能源。
二、化学能转化为电能1．燃煤发电的能量转化（1）过程：化学能错误!热能错误!机械能错误!电能(2）化石燃料的燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。
2．原电池(1）实验（2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置（3)铜锌原电池工作原理电池总反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
（4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应.(5）构成原电池的条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活动性不同的电极(或一个为金属，一个为能导电的非金属）电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
1．正误判断（1）HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池（）(2）在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌（）（3)原电池中阳离子向正极移动 ( ）(4）原电池中的负极反应一定是电极材料失电子（)（5)把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快( )［答案] （1)×（2）×（3）√（4）×(5）√2．下列叙述不正确的是( )A．根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化[答案］A3．下列设备工作时,将化学能转化为电能的是( )［答案］C4．(1)下列装置属于原电池的是________。
（2)在选出的原电池中，________是负极，发生________反应，________是正极，该极的现象是________________.（3)此原电池反应的化学方程式为______________________。
人教版高中化学第四讲 化学能与电能
第讲原电池知识必备一、原电池知识要点实例原电池的定义将化学能（直接）转化为电能的装置构成条件①两个电极②电解质溶液③电极间能构成闭合的回路④能自发地进行一个氧化还原反应两极、一液、一线、一反应原电池工作的原理将氧化还原反应中氧化反应和还原反应分开，形成电流。
原电池的工作示意图电极电极名称负极（电子流出的一极）正极（电子流入的一极）电极反应负极：失去电子，氧化反应正极：得到电子，还原反应总反应电极反应与电池总反应的关系电子相等相加电流流向①外电路：电子由负极到正极，电流从正极流向负极。
②内电路：阴离子移向负极，阳离子移向移向正极（异性相吸），电流从负极流向正极。
原电池的应用①制作电池②防止金属被腐蚀，保护正极金属③提高化学反应速率二、发展中的化学电池1、干电池①普通锌锰电池负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O②碱性锌锰电池（碱锰电池）负极：（锌筒）：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2③纽扣电池：银锌电池（Zn|KOH|Ag2O）负极：Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O正极：Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH-总反应：Zn + Ag2O= 2Ag + ZnO2、充电电池—二次电池①铅蓄电池：以Pb和PbO2作电极材料，硫酸作为电解质的溶液负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极：PbO2+4H+-+SO42-+2e=PbSO4+2H2O总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O②碱性镍镉电池：以Cd和NiO(OH)作电极材料，KOH作电解质溶液负极：Cd+2OH- - 2e=Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+ 2OH-总反应：Cd+ 2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2③氢镍电池负极：H2+2OH- – 2e-=2H2O正极：2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+ 2OH-总反应：H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2④锂电池（新型充电电池）负极：Li – e--=Li+正极：MnO2+2e-=MnO2-总反应：Li+ MnO2=LiMnO23、燃料电池负极：可燃物正极：氧气能力提升一、原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极（除燃料电池）2、电解质溶液3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液）4、自发的氧化还原反应(本质条件)二、原电池正负极的判断1、依据电极材料判断（除燃料电池）①两种金属（或一种金属与一种非金属）作电极时，若只有一种金属能与电解质溶液反应时，则该电极为负极②若两金属都能与电解质溶液反应，则相对比较活泼的金属为负极。
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第三节 化学能转化为电能——电池（第4课时）
【教学目标】1、掌握原电池的工作原理和构成原电池的条件。
2、
能够写出电极反应式和电池反应方程式.
3、掌握日常生活中常用的化学电源和新型化学电池
4、掌握金属腐蚀的原因，金属防护的方法。
一、选择题
1、原电池工作时（ ）
A、正极发生氧化反应 B、负极发生氧化反应
C、电子从正极流出 D、负极质量一定减轻
2、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，下列各叙述正确的是（ ）
A、正极附近SO42—的浓度逐渐增大 B、负极附近SO42—的浓度逐渐减小
C、负极附近SO42—的浓度逐渐增大 D、正极附近SO42—的浓度基本不变
3、表明金属甲比乙的活动性强的叙述不正确的是（ ）
A、甲能与 稀盐酸反应生成H2而乙不能
B、将甲、乙组成原电池，甲为负极
C、在氧化还原反应中甲比乙失去电子多
D、在氧化还原反应中甲比乙容易失去电子
4、氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电
极，其电极反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-，则下列叙述正确的是
（ ）
A、通H2的一极是正极，通O2的一极是负极
B、通O2的一极是正极，通H2的一极是负极
C、工作一段时间后电解质溶液pH增大
D、工作时负极区附近pH减小
5、将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中，反应一段时间后，溶液质量减
轻的是（ ）
A、氯化铝 B、硫酸铜 C、硝酸银 D、稀硫酸
6、在空气中，钢铁与食盐水接触，发生电化腐蚀，在正极上发生的电极反应是（ ）
A、Fe-2e- Fe2+ B、2H+2e- H2↑
C、Na++e- Na D、2H2O+O2+4e- 4OH
-
7、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为（ ）
2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）
A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn
8、下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）
A、（4）＞（2）＞（1）＞（3） B、（2）＞（1）＞（3）＞（4）
C、（4）＞（2）＞（3）＞（1） D、（3）＞（2）＞（4）＞（1）
9．白铁皮发生析氢腐蚀，若有0.2摩电子发生转移，下列说法中不正确的是
A.有6.5克锌被腐蚀 B.2.8克铁被腐蚀
C.正极上H
+
被还原 D.在标准状况下有2.24升气体放出
10、常用的钮扣式银锌电池，放电时的电极反应式分别为：
Zn极：Zn+2OH-+2e- Zn(OH)2
Ag2O极：Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-则下列说法中不正确的是（ ）
A、放电过程中[OH-]不变 B、Zn为负极而Ag2O为正极
C、电解质溶液呈碱性 D、电子从Ag2O流出经用电器流入Zn极
11、下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（ ）
A、②①③④ B、④③①② C、④②①③ D、③②④①
12、铁钉和碳棒用导线连接后，浸入0.01mol·L-1的食盐溶液中，可能发生（ ）
A、碳棒上放出Cl2 B、碳棒附近产生OH-
充电
放电
C、碳棒上放出O2 D、铁钉被氧化
13. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成 （ ）
A.铅铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉
14. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化
（ ）
A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
15、关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（ ）
A、金属被腐蚀的本质是：M+nH2O=M(OH)n+2nH2↑
B、马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C、金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D、常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
16. 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Fe2(SO4)3
D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4
17．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH
4和O2
，即构成甲烷
燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH
4+10OH――8e-=CO3
2
－+7H2O；通入O2的另一极，其电极反应式是：O2+2H2O+4e-=4OH－
，下列
叙述不正确的是 （ ）
A．通入CH
4
的电极为负极 B．此电池工作时溶液中阴离子向负极移动
C．该电池使用一段时间后应补充KOH D．正极发生氧化反应
18. 氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经过冷凝后可用作航天员
的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极：O2 + 2H2O
+ 4e- = 4OH-当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为 （ ）
A.1.8mol B.3.6mol C.100mol D.200mol
19．一种新型燃料电池，它是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上
分别通甲烷和氧气，其电池反应为：X极：CH4+10OH—8e-=CO32-+7H2O Y极：
4H2O＋2O2+8e-==8OH-下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是（ ）
A．通过甲烷的电极（X）为电池的负极，通过氧气的电极（Y）为电池正极
B．放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量改变
C．在标准状况下，通过5.6L氧气，完全反应后有1.0mol的电子发生转移
D．放电时，通过甲烷的一极附近的pH升高
20．将洁净的金属片Fe、Zn 、A、B 分别与Cu用导线连结浸在合适的电解质
溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示：
根据以上实验记录，完成以下填空：
（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表
的读数越 （填“大”、“小”）
Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序
是 。
（2）Cu与A组成的原电池， 为负极，此
电极反应式为 。
（3）A、B形成合金，露置在潮湿空气中， 先被腐蚀。
【课后反思】
金属 电子流动方向
电压/V
Fe Fe → Cu +0.78
Zn Zn → Cu +1.10
A
Cu → A －0.15
B B → Cu +0.3