蘇教版高一化學必修二《化學能轉化為電能》課件

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1、專 題 2 化 學 反 應 與 能 量 轉 化第 三 單 元 化 學 能 與 電 能 的 轉 化化 學2 化 學 能 燃 燒 熱 能 蒸 汽 機 械 能 發(fā) 電 機 電 能化 石 燃 料火 力 發(fā) 電 中 能 量 是 如 何 轉 化 的 呢 ？ 探 索 實 驗 ： Zn與 Cu插 入 稀 硫 酸 的 現(xiàn) 象 與 解 釋 實 驗 現(xiàn) 象 結 論 或 解 釋 鋅 片 表 面 有 氣 泡銅 片 表 面 無 氣 泡 銅 與 稀 硫 酸 不 反 應鋅 與 稀 硫 酸 反 應?鋅 片 有 少 量 氣 泡銅 片 有 大 量 氣 泡 CuZn稀 H 2SO4CuZn稀 H 2SO4Cu稀 H 2SO4Zn稀

2、H 2SO4 鋅 片 表 面 有 氣 泡銅 片 表 面 無 氣 泡 鋅 與 稀 硫 酸 反 應銅 與 稀 硫 酸 不 反 應 銅 片 上 的 氣 體 是 哪 里 來 的 ？實 驗 步 驟 現(xiàn) 象 結 論 或 解 釋 電 流 計 指 針 偏 轉 ;偏向 銅 片 方 向 導 線 中 有 電流 通 過上 述 裝 置 中 電 流 是 怎 樣 產 生 的 ？1、 原 電 池 ： 將 化 學 能 轉 變 為 電 能 的 裝 置 結合下圖和有關物理知識確定原電池的電極名稱。負 極 ： 電 子 流 出 的 電 極 (較 活 潑 的 金 屬 )， 失 去 電 子 ， 發(fā) 生 氧 化 反 應正 極 ： 電 子 流

3、 入 的 電 極 (較 不 活 潑 的 金 屬 、 石 墨 等 )， 得 到 電 子 ， 發(fā) 生 還 原 反 應2、 電 極 的 判 定 6 負 極 正 極Zn-2e-=Zn2+ 2H + +2e-=H 2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 外 電 路Zn2+H +SO42- 電 流 方 向3、 原 電 池 的 工 作 原 理 ：電 子 從 負 極 流 向 正 極 。電 流 方 向 正 極 到 負 極 。陽 離 子 向 正

4、極 移 動 ， 陰 離 子 向 負 極 移 動 。 7 4、 原 電 池 的 電 極 反 應 式氧 化反 應Zn 2e- Zn2+2H+ + 2e- H2 負 極正 極Zn+2H + Zn2+H2還 原反 應 實 驗 探 究 形 成 原 電 池 的 條 件（ 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 （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）形 成 條 件 二 ： 電 極 需 插 進 電 解 質 溶 液 中實 驗 探 究 形 成 原

5、電 池 的 條 件 實 驗 探 究 形 成 原 電 池 的 條 件形 成 條 件 三 ： 必 須 形 成 閉 合 回 路（ 不 可 以 ） 5、 原 電 池 的 構 成 條 件 ：（ 1） 有 自 發(fā) 發(fā) 生 的 氧 化 還 原 反 應（ 2） 有 活 動 性 不 同 的 兩 種 金 屬 【 或 金 屬 與非 金 屬 導 體 （ 如 石 墨 ） 】 作 電 極 。（ 3） 有 電 解 質 溶 液（ 4） 形 成 閉 合 電 路 【 兩 電 極 用 導 線 相 連 接或 直 接 相 互 接 觸 】 下 列 哪 些 裝 置 能 產 生 電 流 ， 形 成 原 電 池 ？(1) 稀 H 2SO4Zn

6、 FeA (4)A CuSO 4 溶 液Zn Zn (5)A CuSO4 溶 液Zn Cu (6) 稀 H 2SO4Fe CA (2)酒 精 Zn CuA (3)Zn Cu稀 H 2SO4 稀 H 2SO4 A 6、 原 電 池 原 理 的 應 用（ 1） 加 快 氧 化 還 原 反 應 速 率如 實 驗 室 用 Zn和 稀 H 2SO4(或 稀 鹽 酸 )反 應 制 H 2， 常 用 粗 鋅 ，它 產 生 H 2的 速 率 快 。 原 因 是 粗 鋅 中 的 雜 質 和 鋅 、 稀 H 2SO4形成 原 電 池 ， 加 快 了 鋅 的 腐 蝕 ， 使 產 生 H 2的 速 率 加 快 。 2

7、 比 較 金 屬 的 活 動 性 強 弱原 電 池 中 ， 一 般 活 動 性 強 的 金 屬 為 負 極 ， 活 動 性 弱 的 金 屬 為正 極 。 例 如 有 兩 種 金 屬 A和 B， 用 導 線 連 接 后 插 入 到 稀 硫 酸 中 ，觀 察 到 A極 溶 解 ， B極 上 有 氣 泡 產 生 ， 由 原 電 池 原 理 可 知 ， 金屬 活 動 性 AB。3 設 計 原 電 池從 理 論 上 說 ， 所 有 的 氧 化 還 原 反 應 都 可 設 計 成 原 電 池 。 設 計原 電 池 時 ， 根 據 已 知 要 求 ， 結 合 氧 化 還 原 反 應 的 有 關 知 識 確定

8、 原 電 池 的 正 、 負 極 及 材 料 ， 再 結 合 原 電 池 總 反 應 確 定 電 解質 溶 液 及 電 極 反 應 式 。 例 現(xiàn) 有 反 應 ：A NaOH HCl=NaCl H2OB Zn H2SO4=ZnSO4 H2(1)根 據 兩 反 應 本 質 ， 判 斷 能 否 設 計 成 原 電 池 ：_。(2)如 果 不 能 ， 說 明 其 原 因 _。(3)如 果 可 以 ， 則 寫 出 正 、 負 極 材 料 及 其 電 極 反 應 式 、 電 解 質溶 液 名 稱 ：負 極 _， _；正 極 _， _。 電 解 質 溶 液 ： _。 1.下 列 裝 置 中 能 組 成 原

9、 電 池 形 成 電 流 的 是 ( )AZn CuH 2SO4 CuZn A酒 精ZnH 2SO4 A CuH 2SO4 ACu CuH 2SO4 2.某 金 屬 能 跟 稀 鹽 酸 作 用 發(fā) 出 氫 氣 ， 該 金 屬與 鋅 組 成 原 電 池 時 ， 鋅 為 負 極 ， 此 金 屬 是 ( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.由 銅 鋅 和 稀 硫 酸 組 成 的 原 電 池 工 作 時 ， 電 解質 溶 液 的 PH( )A.不 變 B先 變 大 后 變 小 C逐 漸 變 大 D.逐 漸 變 小C 4.把 a、 b、 c、 d四 塊 金 屬 片 浸 入 稀 硫 酸 中 ， 用

10、導 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 生 大 量 氣 泡 ， b、 d相 連 時 ， b上 有 大 量氣 泡 產 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 A B C D正 極 Zn Cu Cu Fe負 極 Cu Zn Zn Zn電 解 質 溶 液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 閱 讀 教 材 41頁 資 料 卡 分 析

11、鋼 鐵 電 化 學 腐 蝕的 原 因 。 鋼 鐵 的 吸 氧 腐 蝕原 理 ： 在 潮 濕 空 氣 中 鋼 鐵 表 面 形 成 無 數(shù) 微 小 的原 電 池 。負 極 ： Fe2e=Fe2+正 極 ： 2H2O+O2+4e=4OHFe2+ +2OH =Fe（ OH） 24Fe（ OH） 2 +2H20+O2 = 4Fe（ OH） 32Fe（ OH） 3=Fe2O3+3H2O 高 考 試 題 匯 編1 (2012大 綱 11) 四 種 金 屬 片 兩 兩 相連 浸 入 稀 硫 酸 中 都 可 組 成 原 電 池 ， 相 連時 ， 外 電 路 電 流 從 流 向 ； 相 連 時 ， 為 正 極 ；

12、 相 連 時 ， 上 有 氣 泡 逸 出 ； 相 連 時 ， 的 質 量 減 少 。 據 此 判 斷 這 四種 金 屬 活 動 性 由 大 到 小 的 順 序 是A B C D B 2 (2011廣 東 12)某 小 組 為 研 究 電 化 學 原 理 ， 設 計 如 圖 2裝 置 。下 列 敘 述 不 正 確 的 是A a和 b不 連 接 時 ， 鐵 片 上 會 有 金 屬 銅 析 出B a和 b用 導 線 連 接 時 ， 銅 片 上 發(fā) 生 的 反 應 為 ： Cu 2 2e CuC 無 論 a和 b是 否 連 接 ， 鐵 片 均 會 溶 解 ， 溶 液 從 藍 色 逐 漸 變 成 淺綠

13、色D a和 b分 別 連 接 直 流 電 源 正 、 負 極 ， 電 壓 足 夠 大 時 ， Cu2 向 銅電 極 移 動 D 3 (09廣 東 理 科 基 礎 34)下 列 有 關 電 池 的 說 法 不 正 確 的 是A 手 機 上 用 的 鋰 離 子 電 池 屬 于 二 次 電 池B 銅 鋅 原 電 池 工 作 時 ， 電 子 沿 外 電 路 從 銅 電 極 流 向 鋅 電 極C 甲 醇 燃 料 電 池 可 把 化 學 能 轉 化 為 電 能D 鋅 錳 干 電 池 中 ， 鋅 電 極 是 負 極 B 4、 (09上 海 理 綜 11)茫 茫 黑 夜 中 ， 航 標 燈 為 航 海 員 指 明了 方 向 。 航 標 燈 的 電 源 必 須 長 效 、 穩(wěn) 定 。 我 國 科 技 工 作者 研 制 出 以 鋁 合 金 、 PtFe合 金 網 為 電 極 材 料 的 海 水 電池 。 在 這 種 電 池 中 鋁 合 金 是 陽 極 鋁 合 金 是 負 極 海 水 是 電 解 液 鋁 合 金 電 極 發(fā) 生 還 原 反 應A B C D A