第 三 單 元 化 學(xué) 能 與 電 能 的 轉(zhuǎn) 化第 1課 時 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 實 驗 現(xiàn) 象 鋅 片 上 有 氣 泡 產(chǎn)生 而 銅 片 上 沒 有實 驗 一 ： 將 銅 片 和 鋅 片 分 別 插 入 稀 硫 酸 溶 液中 ， 觀 察 實 驗 現(xiàn) 象 ， 并 解 釋 實 驗 現(xiàn) 象 。Zn + 2H + = Zn2+ + H 2實 驗 二 ： 將 銅 片 和 鋅 片 用 導(dǎo) 線 相 連 ， 并 串 連 一個 電 流 計 ， 插 入 稀 硫 酸 溶 液 中 ， 觀 察 實 驗 現(xiàn) 象 。實 驗 現(xiàn) 象 電 流 計 指 針 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) ，Cu片 上 有 氣 泡 產(chǎn) 生 思 考 一 1.鋅 片 和 銅 片 用 導(dǎo) 線 連 接 后 插 入 稀硫 酸 中 ,銅 片 上 為 什 么 有 氣 泡 產(chǎn) 生 ?2. 鋅 片 的 質(zhì) 量 有 無 變 化 ?溶 液 中c(H +)如 何 變 化 ?溶 液 中 H+在 銅 片 上 得 到 電 子 生 成 了H2,因 而 有 氣 泡 產(chǎn) 生 。鋅 片 的 質(zhì) 量 在 減 小 ,溶 液 中 c(H +)也減 小 。 思 考 一 3.從 氧 化 還 原 反 應(yīng) 角 度 分 析 兩 金 屬 片上 各 發(fā) 生 了 什 么 反 應(yīng) ?4.從 能 量 變 化 的 角 度 分 析 ,該 裝 置 的 能量 是 如 何 轉(zhuǎn) 化 的從 能 量 變 化 的 角 度 分 析 ,這 是 將 化 學(xué) 能轉(zhuǎn) 化 為 電 能 的 裝 置 。 這 種 裝 置 我 們 稱之 為 原 電 池 。鋅 片 上 :Zn2e-=Zn2+銅 片 上 :2H +2e-=H 2 一 、 原 電 池 1、 原 電 池(1)定 義 ： _將 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 裝 置 叫 做 原 電 池 。2、 原 電 池 的 正 、 負 極 和 反 應(yīng) (1)電 極 負 極 :電 子 流 出 的 電 極 。 (鋅 片 ) 正 極 :電 子 流 入 的 電 極 。 (銅 片 ) e-e-(2)工 作 原 理 :自 發(fā) 的 氧 化 還 原 反 應(yīng) 。 電 極 的 判 斷 .根 據(jù) 電 極 的 活 潑 性 :較 活 潑 的 金 屬 為 負 極 ,不 活 潑 的 金 屬 為 正 極 . .根 據(jù) 氧 化 還 原 反 應(yīng) :發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng) 的 電 極 為 負 極 ,發(fā) 生 還 原 反 應(yīng) 的 電 極 為 正 極 (2)電 極 反 應(yīng) 負 極 (鋅 片 )： Zn-2e- = Zn2+ (氧 化 反 應(yīng) )總 反 應(yīng) ： Zn + 2H + = Zn2+ + H 2 正 極 (銅 片 ) ： 2H + + 2e- = H 2 (還 原 反 應(yīng) )練 習(xí) 寫 出 下 列 電 池 的 電 極 反 應(yīng) 式 和 總 反 應(yīng) 的化 學(xué) 方 程 式 。 (1) 負 極 Fe-2e- = Fe2+正 極 2H + + 2e- = H 2 總 反 應(yīng)Fe+2H +=Fe2+H 2 思 考 二 1、 下 列 裝 置 是 否 構(gòu) 成 原 電 池 ?（ 可 以 ） （ 可 以 ） （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）形 成 條 件 一 ：活 潑 性 不 同 的 兩 個 電 極負 極 ： 較 活 潑 的 金 屬正 極 ： 較 不 活 潑 的 金 屬 、 石 墨 等Zn Fe Zn C Fe Cu Zn Zn （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）形 成 條 件 二 ：有 電 解 質(zhì) 溶 液 (與 活 潑 性 強 的 電 極 發(fā) 生自 發(fā) 的 氧 化 還 原 反 應(yīng) )思 考 二 2、 下 列 裝 置 是 否 構(gòu) 成 原 電 池 ?Zn Cu Zn Cu 形 成 條 件 三 ： 形 成 閉 合 回 路（ 不 可 以 ）思 考 二 3、 下 列 裝 置 是 否 構(gòu) 成 原 電 池 ?Zn ZnCu Cu 3、 原 電 池 的 構(gòu) 成 條 件 和 原 理 (1)構(gòu) 成 條 件 : 有 兩 種 活 動 性 不 同 的 金 屬 (或 一 種 是 非 金 屬或 一 種 是 化 合 物 )作 電 極 ； 有 電 解 質(zhì) 溶 液 (一 般 與 活 潑 性 強 的 電 極 發(fā) 生自 發(fā) 的 氧 化 還 原 反 應(yīng) ); 形 成 閉 合 回 路 。 (2)原 電 池 的 原 理 :較 活 潑 的 金 屬 發(fā) 生 氧化 反 應(yīng) ,電 子 從 較 活 潑 的 金 屬 (負 極 )通過 外 電 路 流 向 不 活 潑 的 金 屬 或 非 金 屬(正 極 )。e- e- e-負 極 正 極 氧 化 反 應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅 鋅原 電 池電 解 質(zhì) 溶 液失 e-,沿 導(dǎo) 線 傳 遞 ， 有 電 流 產(chǎn) 生還 原 反 應(yīng)2H +2e=H 2陰 離 子 陽 離 子總反應(yīng)：負 極 正 極 2H +2e=H 2Zn2e=Zn2+Zn+2H +=Zn2+H 2電極反應(yīng)正極：負極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）【 小 結(jié) 】 外 電 路內(nèi) 電 路 練 習(xí) 三 如 下 圖 所 示 有 什 么 現(xiàn) 象 ?能 否 構(gòu) 成 原電 池 ?能 的 判 斷 正 負 極 ,并 寫 出 電 極 反 應(yīng) 式 能能 練 習(xí) 四 把 a、 b、 c、 d四 塊 金 屬 片 浸 入 稀硫 酸 中 ， 用 導(dǎo) 線 兩 兩 相 連 組 成 原 電 池 。 若 a、b相 連 時 ， a為 負 極 ； c、 d相 連 時 ， 電 流 由d到 c； a、 c相 連 時 ，c極 上 產(chǎn) 生 大 量 氣 泡 ， b、 d相 連 時 ， b上 有大 量 氣 泡 產(chǎn) 生 ， 則 四 種 金 屬 的 活 動 性 順 序由 強 到 弱 的 為 ( )A、 a b c d B、 a c d b C、 c a b d D、 b d c a B 練 習(xí) 五 在 下 列 方 框 中 畫 出 以 鐵 棒 、 石 墨棒 、 導(dǎo) 線 、 FeCl3溶 液 為 用 品 的 原 電 池 裝置 的 原 理 示 意 圖 。負 極 材 料 為 _,電 極 反 應(yīng) 為 _;正 極 材 料 為 _,電 極 反 應(yīng) 為 _;電 池 總 反 應(yīng) 式 為_FeFe-2e- = Zn2+C2Fe3+2e- = 2Fe2+2Fe 3+Fe = 3Fe2+ 思 考 ： 鋼 鐵 在 干 燥 的 空 氣 里 長 時 間 不 易 腐 蝕 ,但在 潮 濕 的 空 氣 里 卻 很 快 就 會 腐 蝕 ,這 是 什 么 原 因呢 ? 鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖 分 析 : 電 解 質(zhì) 溶 液 的薄 膜 (含 有 少量 H +和 OH -,還 溶 解 了 氧 氣 ) 表 面 形成 無 數(shù)微 小 的原 電 池 鐵 失 去電 子 被氧 化 而腐 蝕 。鋼 鐵 Fe 2O3 nH 2O（ 鐵 銹 ）鋼 鐵 的 吸 氧 腐 蝕 正 極 (C)： O2 + 2H 2O + 4e- = 4OH -總 反 應(yīng) 式 ： 2Fe + 2H 2O + O2 = 2Fe(OH )24Fe(OH )2 + 2H 2O + O2 = 4Fe(OH )3負 極 (Fe)： 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 二 、 化 學(xué) 電 源 思 考 ： 實 用 電 池 一 般 具 有 哪 些 特 點 ?1、 實 用 電 池 的 特 點(1)能 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 而 具 有 較 高 電 壓 的 電 流 ;(2)安 全 、 耐 用 且 便 于 攜 帶 ;(3)能 適 用 于 特 殊 用 途 ;(4)便 于 回 收 處 理 ,不 污 染 環(huán) 境 或 對 環(huán) 境 產(chǎn) 生的 影 響 較 小 。 2、 幾 種 常 見 化 學(xué) 電 源 思 考 一 通 過 閱 讀 回 答 :干 電 池 的 兩 極 材 料 是 什么 ？ 電 解 質(zhì) 溶 液 是 什 么 ？ 鋅 片 石 墨 電 解 質(zhì)干 電 池 構(gòu) 造負 極正 極 負 極 (鋅 筒 ):Zn 2e- = Zn2+正 極 (石 墨 ):2NH 4+2MnO2+2e-=2NH 3+Mn2O3+H 2O電 池 總 反 應(yīng) 式 :Zn+2NH 4+2MnO2=Zn2+2NH 3+Mn2O3+H 2O(1)干 電 池 思 考 二 通 過 閱 讀 回 答 :什 么 叫 鉛 蓄 電 池 ?鉛 蓄 電 池的 兩 極 材 料 是 什 么 ？ 電 解 質(zhì) 溶 液 是 什 么 ？(2)鉛 蓄 電 池 負 極 ： Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正 極 ： PbO 2 + 4H + SO42- + 2e- =PbSO4 + 2H 2O電 池 反 應(yīng) ： PbO2 + Pb +2H 2SO4 = 2PbSO4 + 2H 2O (3)銀 鋅 紐 扣 電 池 組 成 : 鋅 作 負 極 , Ag2O作 正 極 , K OH 溶 液 作 電 解 質(zhì) 。 優(yōu) 點 : 電 壓 高 、 工 作 效 率 高 和 貯 存 壽 命 長 。 電 極 反 應(yīng) 式 是 :Zn 2e-+2OH -=ZnO+H 2O,Ag2O+H 2O+2e-=2Ag+2OH -總 反 應(yīng) 式 為 :Ag 2O+Zn=2Ag+ZnO。 思 考 三 通 過 閱 讀 回 答 :什 么 叫 燃 料 電 池 ?氫 氧 燃 料電 池 的 正 、 負 極 反 應(yīng) 物 分 別 是 什 么 物 質(zhì) ?電 解 質(zhì) 溶液 是 什 么 ?氫 氧 燃 料 電 池 (堿 性 電 解 質(zhì) ) 負 極 :2H 2 4e- + 4OH - = 4H 2O正 極 :O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH -總 反 應(yīng) 式 :2H 2 + O2 = 2H 2O 3、 廢 舊 電 池 的 危 害 與 處 理練 習(xí) 5(00上 海 ) 隨 著 人 們 生 活 質(zhì) 量 的 不 斷 提 高 ，廢 電 池 必 須 進 行 集 中 處 理 的 問 題 被 提 到 議 事 日 程 ，其 首 要 原 因 是 ( )A.利 用 電 池 外 殼 的 金 屬 材 料B.防 止 電 池 中 汞 、 鎘 和 鉛 等 重 金 屬 離 子 對 土 壤 和水 源 的 污 染C.不 使 電 池 中 滲 泄 的 電 解 液 腐 蝕 其 他 物 品D.回 收 其 中 石 墨 電 極 B