化學能轉(zhuǎn)化為電能化學電源

化學能轉(zhuǎn)化為電能化學電源第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1.學生通過實驗探究認識原電池的工作原理和原電池的構成條件，初步理解原電池的概念。2.學生通過對化學能轉(zhuǎn)化為電能的學習，體驗科學探究的過程。3.學生通過探究化學能轉(zhuǎn)化為電能的奧秘，提高學習化學的興趣和熱情，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月英國有一位貴婦人因蛀牙補過一顆黃金假牙，后因車禍又補了顆不銹鋼假牙。從此出現(xiàn)頭痛、失眠、心情煩躁等癥狀，四處求醫(yī)總是找不到病因。這種痛苦的經(jīng)歷一直持續(xù)了十年，直到有一次在上流社會的舞會上巧遇一位著名化學家，這位化學家?guī)退业讲∫?，才解除了病痛。讓我們帶著這兩個疑問到下面的學習中去尋找答案吧！1780年，意大利生物學家伽伐尼為給妻子看病，遵醫(yī)囑買了不少青蛙。當用金屬解剖刀觸動靠近銅盤的青蛙腿皮時，已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、原電池第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗現(xiàn)象結論實驗1實驗2實驗3實驗4Zn表面冒氣泡，Cu表面無明顯的變化Zn表面冒氣泡，Cu表面無明顯的變化Zn表面冒氣泡，Cu表面也有氣泡Zn表面冒氣泡，Cu表面也有氣泡，指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)有電流產(chǎn)生問題：為什么Cu表面也冒氣泡呢？后面我們再解釋第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月探究1：若將兩塊鋅片用導線相連插入盛有稀硫酸的燒杯里，將觀察到什么現(xiàn)象？可得出什么結論？結論：Zn的表面冒氣泡，但電流表的指針不偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：無電流產(chǎn)生第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月探究2：若將原裝置中的一塊鋅片換成石墨棒，現(xiàn)象又將如何呢？可得出什么結論？Zn、C的表面冒氣泡，電流表的指針有偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：有電流產(chǎn)生結論：第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月探究3：若將原裝置中的鋅片換成石墨棒和銅片，又有何現(xiàn)象？可得出什么結論？現(xiàn)象：Cu、C的表面無氣泡，電流表的指針無偏轉(zhuǎn)結論：無電流產(chǎn)生第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月負極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向裝置中電流方向、正負電極、電子流動方向、電極上的反應情況分析思考:化學能是如何轉(zhuǎn)變成電能的呢？思考:構成原電池的條件有哪些呢？第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.形成原電池的條件：(1)有自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應。(2)有兩個活潑性不同的電極。(3)有電解質(zhì)溶液。(4)形成閉合電路。1.定義：我們把將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。原電池反應的實質(zhì)第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：根據(jù)前面所學的知識，我們知道Zn失去的電子給了Cu，好像Zn表面應該沒有氣泡的嘛。為什么實驗中Zn表面也冒氣泡呢？結論:鋅表面也形成了原電池提示：實驗用的Zn不純，表面看到黑色的物質(zhì)是石墨。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月Zn-2e-====Zn2+負極：氧化反應，價升高，失去電子

得失電子守恒，兩極反應式相加即得總的方程式：2H++Zn=Zn2++H2↑正極：還原反應，價降低，得到電子2H++2e-====H2↑注意問題：負極失電子，正極得電子。電解質(zhì)有時參與電極反應。3.電極反應的規(guī)律和電極反應式書寫：第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月4.原電池正負極的判斷（1）電極材料：活潑性強的金屬為___極，活潑性弱或惰性電極為____極。（2）電流方向或電子流向：外電路（導線）上，電流由___極向___極，電子由___極到_____極。（3）電解質(zhì)溶液中離子定向移動：陽離子移向___極，陰離子移向____極。（4）電極反應：負極____電子，發(fā)生_____反應；正極_____電子發(fā)生______反應。（5）現(xiàn)象：溶解的一極為____極，增重或有氣泡產(chǎn)生的一極為_____極。負正正負負正正負負氧化得還原負正第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月5.原電池原理的應用（1）加快反應速率。如實驗室用Zn和稀H2SO4制取H2，可加入少量CuSO4，使產(chǎn)生H2速率加快。（2）比較金屬活潑性。原電池中，一般活潑性強的金屬為負極，活潑性弱的金屬為正極。第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）設計原電池。理論上說，任何氧化還原反應都可以設計成原電池。如Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2，可用Cu作負極，C作正極，F(xiàn)eCl3溶液為電解質(zhì)構成原電池。第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月在一塊表面無銹的鐵片上滴一大滴含酚酞的食鹽水，放置一段時間后可以看到液滴周圍逐漸呈現(xiàn)紅色，并慢慢形成褐色的銹斑。試說明產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。形成了鐵-碳原電池第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、化學電源1.分類一次電池：用過之后不能復原，如干電池。二次電池：充電后可重復使用的電池，如鉛蓄電池。普通鋅錳電池鎳鎘電池一次電池二次電池第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.常見化學電源（1）鋅-錳干電池第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月負極（鋅筒）Zn-2e-====Zn2+正極（石墨）2MnO2+2NH4++2e-====2MnO(OH)+2NH3總反應：Zn+2MnO2+2NH4+====Zn2++2MnO(OH)+2NH3第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）鉛蓄電池負極：Pb+SO42--2e-====PbSO4

正極：PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+2H2O負極：PbSO4+2e-====Pb+SO42-

正極：PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+4H++SO42-第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月①電極材料及原料：②電解質(zhì)溶液：③電極反應式：正極：PbO2

負極：PbH2SO4溶液負極（Pb）:Pb-2e-+SO42

-====PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-====PbSO4+2H2O總反應：④優(yōu)點：⑤應用領域：電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，可以循環(huán)使用廣泛用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電極材料及原料：2.電解質(zhì)溶液：3.優(yōu)點：4.應用領域：（3）鋰電池摩托羅拉6188/6288原裝鋰電池正極：金屬氧化物負極：鋰使用壽命長，質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高、體積小有機溶劑電腦、照相機、手表、心臟起搏器索尼數(shù)碼相機鋰電池第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

銀鋅原電池是用不銹鋼制成的小圓盒，形似紐扣，故稱紐扣電池。盒內(nèi)一端填充氧化銀和石墨組成的活性材料，另一端填充鋅汞合金組成的活性材料。電極反應如下：鋅：Zn+2OH--2e-====Zn（OH）2

氧化銀：Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-鋅是

極，發(fā)生

反應；氧化銀是

極，發(fā)生

反應。總反應為：_____________________________.負氧化正還原Zn+Ag2O+H2O====Zn（OH）2+2Ag（4）銀鋅電池第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月3.燃料電池(1)氫氧燃料電池請移動鼠標觀看相應內(nèi)容第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀60年代應用于美國載人飛船，也曾用于叉車、牽引車等。燃料電池是繼水力、火力、核能發(fā)電之后的第四類發(fā)電—化學能發(fā)電負極：

2H2+4OH--4e-====4H2O正極：

O2+2H2O+4e-====4OH-2H2+O2====2H2O4e-燃料電池的反應方程式：第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月燃料電池：把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”2H2+O2====2H2O氫氧燃料電池

常見的燃料電池還有甲烷燃料電池、鋁—空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等優(yōu)點：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用電極選用多孔性金屬電極，具有催化性能第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)磷酸型燃料電池

以磷酸為電解質(zhì)，利用廉價的碳材料為骨架。除了以氫氣為燃料外，還可使用甲醇、天然氣、城市煤氣等低廉燃料，是目前最成熟的燃料電池。目前世界上大容量的燃料電池發(fā)電廠，都使用磷酸型燃料電池。如東京電能公司經(jīng)營的11MW美日合作磷酸型燃料電池發(fā)電廠。第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)海水電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標志燈。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高20倍～50倍。電極反應式為：負極：正極：電池總反應：4Al-12e-====4Al3+3O2+6H2O+12e-====12OH-4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月4.其他電能火力發(fā)電太陽能電池風力發(fā)電第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月水力發(fā)電海浪發(fā)電地熱發(fā)電潮汐發(fā)電第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月[回應故事情境]開始上課時講的故事中貴婦人經(jīng)常頭痛的原因是什么？如何醫(yī)治？2.伽伐尼青蛙抽搐實驗的原因是什么？都是因為形成了原電池第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月原電池的原理常見電源形成原電池的條件有自發(fā)的氧化還原反應形成完整閉合回路有兩個活潑性不同的電極化學電源電解質(zhì)溶液燃料電池其他電能第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1.如下圖所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是（）GGGG稀硫酸A稀硫酸B硫酸銅溶液C乙醇水溶液D銅銀銅鋅銅鋅鋅銅BC這是雙選題哦！第33頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.（2012·中山高一檢測）已知空氣-鋅電池的電極反應為：鋅片：Zn+2OH－－2e－====ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+