第二節(jié) 化學能與電能

1、思考與交流思考與交流在你的生活和學習中，或你了解的范圍里，還有哪些需要使在你的生活和學習中，或你了解的范圍里，還有哪些需要使用電池的產(chǎn)品或器具？它們各使用什么樣的電池？用電池的產(chǎn)品或器具？它們各使用什么樣的電池？電池的廣泛應(yīng)用電池的廣泛應(yīng)用1、火力發(fā)電原理及過程、火力發(fā)電原理及過程化學能化學能熱能熱能機械能機械能電能電能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機發(fā)電機能否將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能？能否將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能？第二節(jié)第二節(jié) 化學能與電能化學能與電能實驗探究實驗探究實驗操作實驗操作現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論或解釋結(jié)論或解釋 鋅片上有氣泡鋅片上有氣泡銅片上無氣泡銅片上無氣泡銅與稀硫酸不反應(yīng)銅與稀硫酸不反應(yīng)銅片上有氣泡銅

2、片上有氣泡? ?電流計指針偏轉(zhuǎn)電流計指針偏轉(zhuǎn)導線中有電流通過導線中有電流通過鋅與稀硫酸反應(yīng)鋅與稀硫酸反應(yīng)Cu化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置（1）原電池定義：）原電池定義： （2）原電池的工作原理：）原電池的工作原理： （3）組成原電池的條件：）組成原電池的條件：電極電極電極材料電極材料電極反應(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類型反應(yīng)類型總反應(yīng)總反應(yīng)鋅片鋅片 Zn - - 2e- - = Zn2+ 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 銅片銅片 2H+ + 2e- - = H2 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 電子由鋅片經(jīng)外電路流向銅片電子由鋅片經(jīng)外電路流向銅片 負極負極 正極正極 Zn+2H+=Zn2+ H2（負極（負極正極）正極）

3、電子流向：電子流向：負極上負極上還原性較強的物質(zhì)還原性較強的物質(zhì)失去電子失去電子發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，正極上正極上氧化性較強的物質(zhì)氧化性較強的物質(zhì)得到電子得到電子發(fā)生發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)。? ?如果改變裝置中的某一部分，還能形成原電池嗎如果改變裝置中的某一部分，還能形成原電池嗎 FeCuZnCGFeFeGZnCuGG鹽橋鹽橋 原電池的構(gòu)成條件原電池的構(gòu)成條件 活動性有差異的兩種金屬（或一種是非金屬導體）活動性有差異的兩種金屬（或一種是非金屬導體） 作電極；作電極； 兩極均插入電解質(zhì)溶液；兩極均插入電解質(zhì)溶液； 兩極相連形成閉合電路。兩

4、極相連形成閉合電路。 （金屬和氧化物；惰性電極等）（金屬和氧化物；惰性電極等）（或傳導離子的介質(zhì)）（或傳導離子的介質(zhì)） 一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 D2、用鋅片、銅片和硝酸銀溶液組成的原電池，正極上發(fā)生的、用鋅片、銅片和硝酸銀溶液組成的原電池，正極上發(fā)生的反應(yīng)是反應(yīng)是( ) A.2H+2e- = H2 B.Zn-2e- = Zn2+ C.2H2O+4e-+O2 = 4OH- D.Ag+e- = Ag 1、根據(jù)、根據(jù)Zn+Cu2+ = Zn2+Cu的反應(yīng)原理設(shè)計一個原電池，當?shù)姆磻?yīng)原理設(shè)計一個原電池，當Zn為負極時，正極可以選用的金屬材料是為負極時，正極可以選用的金屬材料是

5、( ) A.鎂鎂 B.石墨石墨 C.鋁鋁 D.鉛鉛D3、市場上出售的市場上出售的“熱敷袋熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。（1）“熱敷袋熱敷袋”是利用是利用 放出熱量。放出熱量。（2）炭粉的主要作用是）炭粉的主要作用是 。（3）加入氯化鈉的主要作用是）加入氯化鈉的主要作用是 。（4）木屑的作用是）木屑的

6、作用是 。鐵被氧化鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化加速鐵屑的氧化 氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用使用“熱敷袋熱敷袋”時受熱均勻時受熱均勻把把化學能轉(zhuǎn)化為電能化學能轉(zhuǎn)化為電能的的裝置。裝置。閉合閉合電路電路電極相連電極相連接觸接觸傳導離子介質(zhì)傳導離子介質(zhì)自發(fā)的氧化還原自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分兩處進行反應(yīng)分兩處進行原電池原電池負極：負極：氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極：正極：還原反應(yīng)還原反應(yīng)e-外電路外電路 小結(jié)小結(jié)（4）原電池原理的應(yīng)用）原電池原理的應(yīng)用比較金屬的活動性強弱比較金屬的活動性強弱討論討論1：有有A、B、C、D四塊金屬

7、片，進行如下實驗：四塊金屬片，進行如下實驗：A、B用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，A為負極；為負極；C、D用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，電流方向為用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，電流方向為D導線導線C；A、C相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；極產(chǎn)生大量氣泡；B、D用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，D極發(fā)生氧化極發(fā)生氧化反應(yīng)。反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動性順序是據(jù)此，判斷四種金屬的活動性順序是( ) AABCDBACDB CCABDDBDCA討論討論2：A、B兩種

8、金屬和兩種金屬和CuSO4溶液溶液組成原電池后，組成原電池后，B極上附一層紅色的銅。極上附一層紅色的銅。則兩種金屬的活動性強弱的順序是則兩種金屬的活動性強弱的順序是 。AB負極：負極： Zn 2e- = Zn2+ 如果如果A為鋅片，為鋅片，B為銅片，寫出該原電池的電極為銅片，寫出該原電池的電極反應(yīng)式：反應(yīng)式：_。正極：正極： Cu2+ + 2e- = Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu CuSO4溶液溶液 AB加快氧化還原反應(yīng)速率加快氧化還原反應(yīng)速率如：實驗室用如：實驗室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制和稀硫酸反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的的速率快。速率

9、快。已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料劑為負極材料( (或在負極上被氧化或在負極上被氧化) )，氧化劑，氧化劑( (電解質(zhì)溶液中的陽離電解質(zhì)溶液中的陽離子子) )在正極上被還原。在正極上被還原。 設(shè)計原電池設(shè)計原電池討論：討論：某原電池的總反應(yīng)方程式為某原電池的總反應(yīng)方程式為2Fe3+Fe3Fe2+，能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是（能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是（ ）A、正極為、正極為Cu，負極為，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液溶液B、正極為石墨，負極為、正極為石墨，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電

10、解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液溶液C、正極為、正極為Fe，負極為，負極為Zn，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液溶液D、正極為、正極為Ag，負極為，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液溶液A B（- -）Zn | H2SO4 | Cu（+） （5）原電池的表示方法）原電池的表示方法D討論：討論：在盛水燒杯中，鐵圈和銀圈緊連處吊一根絕緣細絲，在盛水燒杯中，鐵圈和銀圈緊連處吊一根絕緣細絲，使之平衡（見下圖）。沿細絲小心向使之平衡（見下圖）。沿細絲小心向杯中滴入杯中滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（到的現(xiàn)象是（ ）A、鐵圈上析出大量銅、鐵圈上

11、析出大量銅 B、保持平衡狀態(tài)不變、保持平衡狀態(tài)不變C、鐵圈向下傾斜、鐵圈向下傾斜 D、銀圈向下傾斜、銀圈向下傾斜【課后討論課后討論】 下圖裝置能組成原電池嗎？下圖裝置能組成原電池嗎？如果能該電池是否具有實用價值？如果能該電池是否具有實用價值？ 自來水自來水 FeCNaCl溶液溶液 正極正極（PbO2）鉛蓄電池鉛蓄電池 負極負極（Pb）氫氧燃料電池氫氧燃料電池負極負極 正極正極 （Pt） （Pt） 熔融碳酸鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池熔融態(tài)碳酸鹽熔融態(tài)碳酸鹽20012001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖a.a.我國煤炭資源相對豐富我國煤炭資源相對豐富, ,廉價方便廉價方便. .b.b.

12、設(shè)備相對簡單、造價低、選址方便設(shè)備相對簡單、造價低、選址方便火力發(fā)電的優(yōu)點：火力發(fā)電的優(yōu)點：火力發(fā)電的缺點：火力發(fā)電的缺點：a.a.煤的簡單燃燒太可惜煤的簡單燃燒太可惜b.b.排出大量的溫室氣體排出大量的溫室氣體. .C.C.燃燒產(chǎn)生的氣體嚴重污染環(huán)境燃燒產(chǎn)生的氣體嚴重污染環(huán)境 d.d.煤作為固體燃料燃燒反應(yīng)速率小、熱利用效率低煤作為固體燃料燃燒反應(yīng)速率小、熱利用效率低e.e.儲量有限儲量有限氧化劑氧化劑 + 還原劑還原劑 = 氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物 + 還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 化合價降低，得到電子，被還原化合價降低，得到電子，被還原 化合價升高，失去電子，被氧化化合價升高，失去電子，被氧化 反應(yīng)物反應(yīng)物 性質(zhì)性質(zhì) 表觀特征表觀特征 實質(zhì)實質(zhì)變化過程變化過程 變化結(jié)果變化結(jié)果 生成物生成物氧化劑氧化劑還原劑還原劑氧化性氧化性化合價降低化合價降低得電子得電子還原性還原性化合價升高化合價升高失電子失電子被還原被還原還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物被氧化被氧化氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原劑：還原劑： 升、失、氧（化、還原劑）升、失、氧（化、還原劑）氧化劑：氧化劑： 降、得、還（原、氧化劑）降、得、還（原、氧化劑）H+H+SO42Zn2H2e氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2eZn-2e- -= Zn= Zn2+2+ 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-