第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量第2課時(shí)原電池第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)01021、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，從宏觀和微觀兩個(gè)層面認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能；2、結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理，掌握原電池裝置特點(diǎn)及工作原理；3、探究原電池的構(gòu)成條件。1、構(gòu)建原電池模型，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)；2、了解原電池的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)新課導(dǎo)入手機(jī)和橙子我們?cè)谏钪谐Ｒ?jiàn)，它們能聯(lián)系在一起嗎？2015年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成圖蒸汽化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒發(fā)電機(jī)火力發(fā)電原理①使用的化石燃料屬于不可再生資源；②化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體(如SO2、CO等)及粉塵，污染環(huán)境；③能量經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)化，能量利用率低。問(wèn)題1：火力發(fā)電有什么缺點(diǎn)？直接？活動(dòng)一：化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化生活中常見(jiàn)的電池紐扣電池干電池鉛酸電池鋰電池電池是如何產(chǎn)生電流的？活動(dòng)一：化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一【實(shí)驗(yàn)探究】按照?qǐng)D示演示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二，觀察現(xiàn)象鋅片：不斷溶解且產(chǎn)生氣泡銅片：無(wú)明顯現(xiàn)象Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑得

2×e-失

2e-現(xiàn)象：鋅片：不斷溶解銅片：產(chǎn)生大量氣泡現(xiàn)象：活動(dòng)一：化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二鋅片：不斷溶解銅片：產(chǎn)生氣泡，指針偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：有電流產(chǎn)生，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能問(wèn)題2：銅片上為什么會(huì)有氣泡冒出，H+得到的電子是Cu失去的嗎？稀硫酸鋅片銅片實(shí)驗(yàn)三用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)?活動(dòng)一：化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化活動(dòng)二：初識(shí)原電池1.原電池及其工作原理（1）定義：利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。（2）工作原理【如右圖】將氧化還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極進(jìn)行，還原劑所失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移給氧化劑。（3）電極與電極反應(yīng)（以銅鋅原電池為例）活動(dòng)二：初識(shí)原電池銅片：Zn-2e-=Zn2+

2H++2e-=H2↑鋅片：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）負(fù)極正極負(fù)極：失電子（電子流出）的一極，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)。正極：得電子（電子流入）的一極，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)?？偡磻?yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑（4）反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)（5）電子、電流流向保證電解質(zhì)溶液中“電荷守恒”。一般情況下為負(fù)極與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)。

電子：由負(fù)極→沿導(dǎo)線→正極

電流：由正極→沿導(dǎo)線→負(fù)極

陰離子：移向負(fù)極

陽(yáng)離子：移向正極活動(dòng)二：初識(shí)原電池外電路：內(nèi)電路：負(fù)極正極電子流入（Cu）電子流出(Zn)經(jīng)外電路Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)H+在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)離子正極(Cu)陰離子負(fù)極(Zn)總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑活動(dòng)二：初識(shí)原電池原電池工作原理模型H2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.【例1】：請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向，并判斷正負(fù)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。AgFeIe-e-IFeAgFe－2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑ZnCuZn－2e-=Zn2+

Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++

Cu典題精練實(shí)驗(yàn)用品鐵片碳棒稀硫酸CuSO4溶液乙醇燒杯導(dǎo)線電流表開(kāi)關(guān)鋅片銅片活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件形成條件一：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)→關(guān)鍵分組實(shí)驗(yàn)一活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件形成條件二：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬

正極：較不活潑的金屬、石墨等分組實(shí)驗(yàn)二活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件形成條件三：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中分組實(shí)驗(yàn)三活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件形成條件四：必須形成閉合回路分組實(shí)驗(yàn)四口訣：自發(fā)兩極一液成回路原電池的形成條件:①能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)②兩種活潑性不同的導(dǎo)電電極③要有電解質(zhì)溶液（酒精、蔗糖不是電解質(zhì)）④要形成閉合回路活動(dòng)三：探究原電池的構(gòu)成條件典題精練【例2】判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池？若不能請(qǐng)說(shuō)明理由？若能，指出正負(fù)極名稱ABCD活動(dòng)四：原電池原理的應(yīng)用（1）加快化學(xué)反應(yīng)速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時(shí)會(huì)使反應(yīng)速率加快。實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，常在稀硫酸中加入少量的硫酸銅溶液，其目的是什么？思考Zn和CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，然后Zn、Cu、稀硫酸形成Cu－Zn微小原電池，加快反應(yīng)速率活動(dòng)四：原電池原理的應(yīng)用（2）比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑【例3】有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是：(

)A．a(chǎn)>b>c>d

B．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a(chǎn)>b>d>cC（3）設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。②根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。【例4】利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計(jì)原電池。（1）負(fù)極材料：___；正極材料：__________；

電解質(zhì)溶液：___________。（2）寫(xiě)出電極反應(yīng)式

正極：__________________；

負(fù)極：________________。（3）畫(huà)出原電池裝置圖?；顒?dòng)四：原電池原理的應(yīng)用銅銀(或碳棒)AgNO3溶液2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋活動(dòng)五：學(xué)以致用格林太太是一位漂亮、愛(ài)打扮又愛(ài)虛榮的婦女。為了顯示她的富有，她特意去將她的一顆門(mén)牙鑲成了金牙。有一天，格林太太不小心摔了一跤，門(mén)牙也摔掉了一顆。愛(ài)美的格林太太拿不出更多的錢(qián)來(lái)再鑲一顆金牙，便讓醫(yī)生給她鑲了一顆銅牙……令人不解的是，格林太太從此頭疼、夜間失眠、心情煩躁接踵而至。在看過(guò)了很多醫(yī)生后，都沒(méi)有找到原因。更奇怪的是，新鑲上去的銅牙好像在慢慢地變小，而且還逐漸變得粗糙起來(lái)，有的地方還出現(xiàn)了一些小洞，而金牙上面也逐漸多了些許小疙瘩……你能用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解釋嗎？活動(dòng)五：學(xué)以致用CuZn結(jié)合上述硫酸發(fā)電圖和本節(jié)課所學(xué)知識(shí)談?wù)勀愕母惺芘c收獲，并畫(huà)出自己的“穿越發(fā)電器”與同學(xué)分享。1800年，意大利科學(xué)家伏打發(fā)明了世界上最早的電池--伏打電池。由于它的誕生，加深了人們對(duì)光、熱、電磁、化學(xué)變化之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致了與電化學(xué)、電磁相聯(lián)系的一系列重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，也為電力應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景。人類歷史上的第一塊電池--伏打電池拓展延伸——電池發(fā)展史拓展延伸——電池發(fā)展史1836年，英國(guó)科學(xué)家丹尼爾發(fā)明了第一塊可充電的原電池，稱為“丹尼爾電池”。1859年，法國(guó)科學(xué)家普朗特發(fā)明了第一塊鉛酸電池，這是目前仍然在使用的最古老的原電池之一。1890年，英國(guó)科學(xué)家赫爾姆霍茨發(fā)明了鎳鎘電池。1905年，美國(guó)科學(xué)家愛(ài)迪生發(fā)明了鎳鐵電池。1950年代，科學(xué)家們開(kāi)始研究鋰離子電池。1990年代，隨著移動(dòng)設(shè)備的普及，鋰離子電池得到了廣泛應(yīng)用。結(jié)束教學(xué)將氧化還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極進(jìn)行，還原劑失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移氧化劑。3.反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)4.電子、電流流向：5.原電池的構(gòu)成條件：：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中必須形成閉合回路自發(fā)的