高一化學(xué)原電池原理及應(yīng)用ppt課件

1、1.;2021-03-28一、一次能源與二次能源一、一次能源與二次能源一次能源：一次能源： 直接從自然界獲取的能源稱一次直接從自然界獲取的能源稱一次能源。如流水、風(fēng)力、原煤、石能源。如流水、風(fēng)力、原煤、石油、天然氣、天然鈾等。油、天然氣、天然鈾等。二次能源：二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源。如：到的能源稱為二次能源。如：電力、蒸汽等電力、蒸汽等2火力發(fā)電廠工作原理火力發(fā)電廠工作原理 火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)化：火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能電能電能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)3火力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)：火力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1

2、、我國(guó)煤炭資源豐富廉價(jià)方便、我國(guó)煤炭資源豐富廉價(jià)方便2、電能清潔安全，又快捷方便，、電能清潔安全，又快捷方便，節(jié)省時(shí)間節(jié)省時(shí)間缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、排出大量溫室效應(yīng)氣體（、排出大量溫室效應(yīng)氣體（CO2）和廢氣（和廢氣（SO2），能導(dǎo)致酸雨），能導(dǎo)致酸雨2、產(chǎn)生廢渣（有毒金屬和致癌、產(chǎn)生廢渣（有毒金屬和致癌化合物）、廢液化合物）、廢液3、能量轉(zhuǎn)化效率低。、能量轉(zhuǎn)化效率低。4一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 化學(xué)能化學(xué)能（燃料）（燃料）熱熱能能機(jī)械能機(jī)械能電電能能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)（蒸汽輪機(jī)）（蒸汽輪機(jī)）（2）存在的問題：）存在的問題： 經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利經(jīng)多

3、次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低；用率低；環(huán)境污染環(huán)境污染嚴(yán)重。嚴(yán)重。（1）能量轉(zhuǎn)換：）能量轉(zhuǎn)換：1、火力發(fā)電、火力發(fā)電（3）燃燒的本質(zhì)是）燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，而氧化，而氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移。5思考：能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？思考：能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？ 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），平行插入盛有稀硫酸得燒杯一個(gè)電流表），平行插入盛有稀硫酸得燒杯中，觀察現(xiàn)象。中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象現(xiàn)象銅片銅片鋅片鋅片電流表電流表銅片表面有氣泡產(chǎn)生銅片表面有氣泡產(chǎn)生鋅片不斷溶解鋅片不斷溶解電流表指針發(fā)

4、生偏轉(zhuǎn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)67實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：鋅片：鋅片：銅片：銅片：Zn 2e = Zn2+（發(fā)生氧化反應(yīng)）（發(fā)生氧化反應(yīng)）2H+ + 2e H2（發(fā)生還原反應(yīng)）（發(fā)生還原反應(yīng)）負(fù)極負(fù)極正極正極原電池：原電池：Zn 2H+ Zn2+ H2定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置總反應(yīng)：總反應(yīng)：8學(xué)與問：學(xué)與問： 根據(jù)電學(xué)知識(shí)，你知道電子是怎樣流動(dòng)根據(jù)電學(xué)知識(shí)，你知道電子是怎樣流動(dòng)的嗎？你如何判定裝置的正、負(fù)極？的嗎？你如何判定裝置的正、負(fù)極？負(fù)極：較活潑的電極，電子流出的極，負(fù)極：較活潑的電極，電子流出的極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：較不活潑的電

5、極，電子流入的極，正極：較不活潑的電極，電子流入的極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極e-e-9氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e-=H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）10構(gòu)成原電

6、池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？(1) 兩電極兩電極活潑性活潑性不同不同的的兩種金屬兩種金屬或者或者一種金屬一種金屬與與一種非金屬導(dǎo)體一種非金屬導(dǎo)體(如石墨如石墨)用導(dǎo)線連接或直接接觸。用導(dǎo)線連接或直接接觸?；蛘呋蛘咭环N金屬一種金屬與與一種氧化物一種氧化物等等 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 閉合回路閉合回路 酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化氧化還原還原反應(yīng)反應(yīng)11122、原電池、原電池（1）定義：）定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置裝置叫做叫做原原電池電池。較活潑較活潑金屬金屬較不活較不活潑金屬潑金屬負(fù)負(fù) 極極正正 極極發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反

7、應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)e-I I實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2-4（工作原理工作原理）現(xiàn)象：現(xiàn)象：鋅片不斷溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生，電鋅片不斷溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)論：結(jié)論：電路中有電流通過，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電能。電路中有電流通過，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電能。電子流出，電流流入電子流出，電流流入電子流入，電流流出電子流入，電流流出（2）電極名稱：）電極名稱：模擬動(dòng)畫模擬動(dòng)畫13（3）電極反應(yīng)式）電極反應(yīng)式負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極：正極：2H+ +2e- = H2 還原反應(yīng)還原反應(yīng)（4）總反應(yīng)式（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）總反應(yīng)式（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）

8、 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + H2SO4(稀稀) = ZnSO4 + H2原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反應(yīng)的本質(zhì)是: 氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)。（5）原電池原理：負(fù)極）原電池原理：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)，正正極極發(fā)生還原反應(yīng)，電子從發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極負(fù)極經(jīng)外電路流向經(jīng)外電路流向正極正極，從而產(chǎn)生電流，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。，從而產(chǎn)生電流，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。（電流方向呢？）（電流方向呢？）14思考：思考： 什么類型的化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池？什么類型的化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池？ 理論上講，常溫下可自發(fā)進(jìn)行的理論上講，常溫下可自發(fā)進(jìn)行的氧化氧化還原反應(yīng)還原反應(yīng)都能設(shè)計(jì)

9、成原電池。都能設(shè)計(jì)成原電池。15（6）原電池組成條件）原電池組成條件 兩種活潑性不同的金屬兩種活潑性不同的金屬（或其中一（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒碳棒”）作電作電極極 其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極（屬（或非金屬）為正極（正極一般不參與正極一般不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用）。）。 電解質(zhì)溶液（做原電池的內(nèi)電路，電解質(zhì)溶液（做原電池的內(nèi)電路，并參與反應(yīng)）并參與反應(yīng)） 形成閉合回路形成閉合回路 能自發(fā)地發(fā)生能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)兩極一液一連線兩極一液一連線16練習(xí)練習(xí)下列裝置

10、中屬于原電池的是：下列裝置中屬于原電池的是：ZnZnZnZnZnC（石墨石墨）CFePbFeCuCuFeC稀稀H2SO4稀稀H2SO4HCl溶液溶液稀稀H2SO4稀稀H2SO4稀稀H2SO4CH3COOH溶液溶液CuCl2溶液溶液 CuCl2溶液溶液酒精酒精負(fù)極負(fù)極（Fe）：）： Fe - 2e- = Fe2+ 正極正極 (C)： 2H+ + 2e- = H2 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：負(fù)極負(fù)極(Zn)： Zn-2e- = Zn2+ 正極正極(Pb)： 2H+2e- = H2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： Zn+2CH3COOH =(CH3

11、COO)2Zn+H2負(fù)極負(fù)極(Fe)： Fe-2e- = Fe2+ 正極正極(Cu)： Cu2+2e- = Cu 總反應(yīng)：總反應(yīng)： Fe+CuCl2 = FeCl2+Cu17練練習(xí)習(xí)1 1、判斷下列裝置是否是原電池？請(qǐng)說明理由；、判斷下列裝置是否是原電池？請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式. .()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H218()()負(fù)極負(fù)極：正極正極：總總反應(yīng)反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+

12、H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO419()思考：思考：Zn和稀和稀H2SO4制制H2時(shí)，為加快反應(yīng)時(shí)，為加快反應(yīng)常加入少量常加入少量CuSO4溶液，為什么？溶液，為什么？20（7）原電池原理的應(yīng)用）原電池原理的應(yīng)用制作化學(xué)電源制作化學(xué)電源加快反應(yīng)速率：加快反應(yīng)速率： 例如，實(shí)驗(yàn)室制例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。以加快反應(yīng)速率。判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。

13、鋼鐵中含有碳，可與鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕 21 防止鋼鐵腐蝕：防止鋼鐵腐蝕：在鋼鐵的表面焊接比在鋼鐵的表面焊接比Fe更活潑的金屬（如更活潑的金屬（如Zn），組成原電池后，），組成原電池后，使使Fe成為原電池的正極而得到保護(hù)。成為原電池的正極而得到保護(hù)。鋼鐵的鋼鐵的析氫析氫腐蝕：負(fù)極：腐蝕：負(fù)極：Fe 2e- = Fe2+ 正極：正極：2H+ + 2e- = H2鋼鐵的鋼鐵的吸氧吸氧腐蝕：腐蝕： 負(fù)極：負(fù)極：2Fe 4e- = 2Fe2+ 正極：正極：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-22病病 例例 分分 析析23病病 例例 分分 析析24病病 例例 分分 析析25 你能為她開一個(gè)藥方嗎？你能為她開一個(gè)藥方嗎？262.如圖所示