6.1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能

原電池原理應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能之間轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。2、理解原電池的概念及工作原理和構(gòu)成條件。3、了解干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學(xué)電源的特點(diǎn)。4、能正確書寫簡(jiǎn)單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。

核心素養(yǎng)1、科學(xué)探究：認(rèn)識(shí)構(gòu)成原電池的條件及其原理，判斷原電池的正負(fù)極。2、創(chuàng)新意識(shí)：利用原電池原理能設(shè)計(jì)原電池。3、宏觀辨識(shí)與微觀探析：會(huì)分析物質(zhì)化學(xué)變化中的能量變化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電。問：火電廠是如何產(chǎn)生電能的？發(fā)電原理又是什么？化學(xué)能燃料燃燒熱能蒸汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能直接？煤炭1、煤炭是不可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)。2、煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體。3、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低。弊端

火力發(fā)電過程中，化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【實(shí)驗(yàn)探究6-3】實(shí)驗(yàn)1：將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。鋅片銅片現(xiàn)象銅片表面沒有氣泡產(chǎn)生鋅片表面有氣泡產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)2：用導(dǎo)線連接鋅片和銅片（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），觀察現(xiàn)象。鋅片銅片現(xiàn)象銅片表面有氣泡產(chǎn)生鋅片逐漸溶解電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)結(jié)論：有電流產(chǎn)生，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池1、概念：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置AZnCuSO42－H+H+2、本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩

個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。鋅片：Zn－2e－=Zn2+(氧化反應(yīng))銅片：2H+＋2e－

=H2↑(還原反應(yīng))CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路內(nèi)電路陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路e－I“電子不入液，離子不上岸”這樣整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流實(shí)驗(yàn)探究：形成原電池的條件怎樣才能構(gòu)成一個(gè)原電池呢？原電池形成條件實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)

論能不能1、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2、反應(yīng)實(shí)質(zhì)：一般原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)----自發(fā)的氧化還原反應(yīng)原電池形成條件----電極材料實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能1、一般有兩種活潑性不同的金屬電極（或一種是非金屬導(dǎo)體，如石墨）2、一般較活潑的金屬作負(fù)極；較不活潑的金屬、石墨等作正極原電池形成條件實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能1、電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液,或熔融的電解質(zhì)；一般原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)----電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論原電池形成條件能不能整個(gè)裝置應(yīng)構(gòu)成閉合電路，導(dǎo)線連接，或直接接觸能---閉合回路原電池構(gòu)成條件

①有活潑性不同的兩種金屬作電極或一種金屬一種是非金屬導(dǎo)體（如石墨）

一般較活潑金屬為負(fù)極，較不活潑金屬（或非金屬）為正極

②電解質(zhì)溶液

（酒精、蔗糖、CCl4不是電解質(zhì)）

③形成閉合回路

④能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)導(dǎo)電下列裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是（）如圖所示的8個(gè)裝置屬于原電池的是（

）④⑥⑦（5）原電池正、負(fù)極的判斷方法電極名稱負(fù)極正極電極材料一般活潑性較強(qiáng)的金屬一般活潑性較弱的金屬電子流向流出電子的一極流入電子的一極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)離子流向陰離子移向的一極陽離子移向的一極實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶解的一極增重或有氣泡放出注意：利用金屬的活潑性判斷原電池的正負(fù)極，一般是較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬作正極，但也要注意電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。①M(fèi)g-Al用導(dǎo)線連接插入H2SO4中，Mg作負(fù)極，Al作正極；若電解質(zhì)是NaOH溶液，則Al作負(fù)極，Mg作正極。②Cu-Al用導(dǎo)線連接插入H2SO4中，Al作負(fù)極，Cu作正極；若插入濃HNO3中，則Cu作負(fù)極，Al作正極。

如圖所示，兩電極一為石墨棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是（）A.a為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為稀硫酸B.b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a為正極，是石墨棒，燒杯中的溶液為稀硫酸D.b為正極，是石墨棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C練習(xí)：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(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞D②A＞BC＞DA＞CD＞B學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握構(gòu)成電池的要素，利用原電池原理能設(shè)計(jì)原電池。2、能正確書寫簡(jiǎn)單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。核心素養(yǎng)1、創(chuàng)新意識(shí)：利用原電池原理能設(shè)計(jì)原電池。2、宏觀辨識(shí)與微觀探析：會(huì)分析物質(zhì)化學(xué)變化中的能量變化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。原理：理論上任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池一、原電池設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法：1、根據(jù)總反應(yīng)，先確定負(fù)極材料，還原劑做負(fù)極，提供電子。2、再確定電解質(zhì)溶液3、最后確定正極材料，選擇比負(fù)極活潑性弱的材料或石墨做正極。正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總方程式。利用反應(yīng)“Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu”設(shè)計(jì)一個(gè)原電池負(fù)極反應(yīng)：Fe-2e-

=Fe2＋故只能用鐵做負(fù)極正極反應(yīng)：Cu2＋+2e-

=Cu，故正極材料只需要活潑性比鐵弱即可，如：銅、銀、石墨等電解質(zhì)溶液：必修含有Cu2＋，為可溶性銅鹽如:CuSO4溶液CuSO4溶液FeCuA一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，該反應(yīng)的原電池的組成正確的是（）ABCD正極ZnAg石墨棒Cu負(fù)極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C探究簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素?！居闷贰克ㄌO果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導(dǎo)線，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表?！緦?shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡(jiǎn)易電池水果電池中，水果的作用是什么？二、原電池的應(yīng)用1、加快化學(xué)反應(yīng)速率一般來說，作負(fù)極的金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于正極金屬在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率2、金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較3、揭示鋼鐵腐蝕的原因鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕4、用于金屬保護(hù)將被保護(hù)的金屬與比其更活潑的金屬連接原理：作原電池正極的金屬材料不參與反應(yīng)例如：要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵制的輸水管道作原電池的正極

稀硫酸ZnFe過量鐵與少量稀硫酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率，但是又不影響生成氫氣的總量，可以采取的措施是（）A．加入適量NaCl溶液 B．加入適量的水C．加入幾滴硫酸銅溶液 D．再加入少量稀硫酸C如圖下列各燒杯中都盛有海水，鐵在其中腐蝕由快到慢的順序是（）FeABSnFeCZnFeDCuFeA.B＞A＞C

＞

DB.D＞

C＞

A

＞

BC.D＞

B＞

A

＞

CD.C

＞

B＞

D＞

AC電極反應(yīng)式的書寫①書寫原電池的電極反應(yīng)式時(shí)，要注意保證原子守恒、電荷守恒。②注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存，若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式。③正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總方程式。

由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是

。（2）裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是

。（3）裝置丙中正極的電極反應(yīng)式是

。鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如

FeCl3可用作催化劑、印刷電路