6.3.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-高一《化學(xué)》同步課堂（蘇教版2019必修第二冊(cè)）

第三節(jié)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

課時(shí)1

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

專題六

化學(xué)反應(yīng)與能量變化授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理。2．從電子轉(zhuǎn)移的角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構(gòu)成條件，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。衛(wèi)星電源飛機(jī)電源電動(dòng)汽車電源筆記本電源手機(jī)電源手表電源常見的化學(xué)電源思考化學(xué)電源是如何對(duì)外提供電能的呢？實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

___________________________鋅與稀硫酸_____，銅與稀硫酸_______鋅片上有氣泡，銅片上無(wú)氣泡反應(yīng)不反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

___________________________產(chǎn)生H2（還原反應(yīng)）的位置發(fā)生了改變

___________________________________________該裝置將_______轉(zhuǎn)化為_____鋅片上無(wú)氣泡，銅片上有氣泡鋅片上無(wú)氣泡，銅片上有氣泡，電流表指針偏轉(zhuǎn)化學(xué)能電能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋅片逐漸溶解，銅片有氣泡產(chǎn)生，靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅失電子，變成Zn2+進(jìn)入溶液，H+在銅片上得到電子生成氫氣，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了電能。靈敏電流計(jì)是用來(lái)檢測(cè)微小電流的電流表，指針可以左右偏轉(zhuǎn)一定角度，電流方向都是規(guī)定的正電荷移動(dòng)的方向，與電子流動(dòng)方向是相反的。

原電池原理分析：一、原電池一、原電池1、概念：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。ZnZn2+H+H+Cue-e-e-e-

H2H+H+

H2

稀硫酸正極還原反應(yīng)2H＋＋2e-===H2↑總反應(yīng)：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑負(fù)極氧化反應(yīng)Zn-2e-===Zn2＋2、工作原理：一、原電池原電池的工作原理一、原電池3、原電池的構(gòu)成條件：3、形成閉合回路4、氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行2、兩電極插入電解質(zhì)溶液中1、兩種活潑性不同的金屬(或另一種為非金屬導(dǎo)體)構(gòu)成電極原電池一、原電池注意：構(gòu)成原電池的兩電極材料不一定都是金屬，正極材料可以為導(dǎo)電的非金屬，例如石墨。兩極材料可能參與反應(yīng)，也可能不參與反應(yīng)。兩個(gè)活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接，共同插入電解質(zhì)溶液中不一定構(gòu)成原電池，必須有一個(gè)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。在判斷原電池正負(fù)極時(shí)，既要考慮金屬活潑的強(qiáng)弱也要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。如Mg—Al—HCl溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Al，正極為Mg。一、原電池一、原電池思考在銅—鋅—稀硫酸原電池中，電子是怎樣移動(dòng)的？電子能否通過(guò)電解質(zhì)溶液？離子如何移動(dòng)？1、由于金屬鋅比銅活潑，鋅失去電子，電子通過(guò)導(dǎo)線流向銅片；2、電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液；3、在稀硫酸中H＋移向銅片，

SO42-移向鋅片；一、原電池總結(jié)原電池中：電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，

陰離子向負(fù)極移動(dòng)。電子的移動(dòng)方向：離子的移動(dòng)方向：從負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極?？谠E電子不下水，離子不上岸一、原電池多數(shù)情況下解答有關(guān)原電池問(wèn)題的思維流程如下：一、原電池典例解析C二、原電池工作原理的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率原理：原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中離子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。思考實(shí)驗(yàn)室制氫氣，用純鋅還是粗鋅（含碳）好？粗鋅放入稀硫酸中構(gòu)成原電池，化學(xué)反應(yīng)速率增大。如果只有純鋅，處理才能加快反應(yīng)速率？可滴入幾滴硫酸銅溶液，形成原電池，加快反應(yīng)速率。二、原電池工作原理的應(yīng)用2．比較金屬活潑性強(qiáng)弱原理：負(fù)極活潑金屬作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)中質(zhì)量減少正極不活潑金屬作正極發(fā)生還原反應(yīng)質(zhì)量不發(fā)生變化二、原電池工作原理的應(yīng)用（1）潮濕的空氣里鋼鐵容易生銹原理：負(fù)極反應(yīng)：

；正極反應(yīng)：

；

總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)32Fe－4e-＝2Fe2+

O2＋2H2O＋4e-＝4OH-3．解釋生活中的現(xiàn)象二、原電池工作原理的應(yīng)用3．解釋生活中的現(xiàn)象（2）暖貼主要成分：鐵粉、碳、食鹽、水、吸水布（吸水棉）

使用方法：撕開后進(jìn)入空氣（提供氧氣，供吸氧腐蝕用）原理：負(fù)極反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

；

總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3在此反應(yīng)過(guò)程中放熱，因此成為“暖寶寶”“熱敷袋”2Fe－4e-＝2Fe2+O2＋2H2O＋4e-＝4OH-二、原電池工作原理的應(yīng)用4．設(shè)計(jì)原電池(1)依據(jù)：已知一個(gè)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(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(即電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原。(2)選擇合適的材料①電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料。②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。典例解析C課堂小結(jié)原電池原電池