化學(xué):專(zhuān)題2 3-1 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 化學(xué)電源 課件(蘇教版必修2) 2.ppt_第1頁(yè)
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1、專(zhuān)題2,第三單元,晨背關(guān)鍵語(yǔ)句,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,第一課時(shí),應(yīng)用創(chuàng)新演練,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,考向一,考向二,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,考向三,1原電池工作原理口訣: 原電池分兩極(正、負(fù));負(fù)極氧化正(極)還原;電子由負(fù)(極)流向正(極);陽(yáng)(離子)向正(極)陰(離子)向負(fù)(極)。 2鋼鐵電化學(xué)腐蝕的正負(fù)極反應(yīng): 正極:O24e2H2O=4OH; 負(fù)極:Fe2e=Fe2。 3氫氧燃料電池(KOH作電解質(zhì))的電極反應(yīng): 負(fù)極:2H24e4OH=4H2O; 正極:O24e2H2O=4OH。,1.實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)1、2現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1、2中現(xiàn)象相同,均為鋅片周?chē)?,銅片周?chē)?。,有氣泡產(chǎn)生,無(wú)

2、明顯現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅與稀硫酸 ,銅與稀硫酸 。 原因:鋅在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面,能置換酸中氫;銅片在金屬活動(dòng)性順序中位于氫后面, 置換酸中氫。,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不反應(yīng),不能,實(shí)驗(yàn)3、4現(xiàn)象鋅片周?chē)?,銅片周?chē)?;實(shí)驗(yàn)4中電流計(jì)指針 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅、銅用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸溶液中,導(dǎo)線(xiàn)中有 產(chǎn)生。,無(wú)氣泡產(chǎn)生,有氣泡產(chǎn)生,發(fā)生偏轉(zhuǎn),電流,2原電池 (1)概念:將 能轉(zhuǎn)變?yōu)?能的裝置。 (2)工作原理:(以鋅銅稀硫酸原電池為例),化學(xué),電,逐漸溶解,失電子,負(fù)極,流出,氧化反應(yīng),產(chǎn)生氣泡,得電子,正極,流入,還原反應(yīng),記憶口訣:原電池分兩極(正、負(fù));負(fù)極氧化(反應(yīng))正(極)還原(反應(yīng));電子

3、由負(fù)(極)流向正(極);陽(yáng)(離子)向正(極)陰(離子)向負(fù)(極)。,(3)構(gòu)成條件:,能進(jìn)行自發(fā)的氧化還原反應(yīng); 兩個(gè)活潑性不同的金屬(或金屬與非金屬); 電極插入電解質(zhì)溶液中; 構(gòu)成閉合回路。,電解質(zhì)溶液,原電池,失去,H和OH,, ; ;,2FeO22H2O=2Fe(OH)2,O24e2H2O=4OH,2Fe4e=2Fe2,后續(xù)反應(yīng):4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3 易分解生成鐵銹(Fe2O3xH2O)。,1下列關(guān)于原電池的敘述,錯(cuò)誤的是() A構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬 B原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,

4、發(fā)生氧化反應(yīng) D原電池放電時(shí),電子的方向是從負(fù)極到正極,解析:構(gòu)成原電池的兩個(gè)電極也可以是一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬,如石墨,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)正確;在原電池中,電子流出的一極發(fā)生氧化反應(yīng),是負(fù)極,C項(xiàng)正確;原電池放電時(shí),電子從負(fù)極到正極,D項(xiàng)正確。 答案:A,1原理及優(yōu)點(diǎn) 化學(xué)電源依據(jù) 反應(yīng)原理,能量轉(zhuǎn)化率是燃料燃燒無(wú)法比擬的。 2常見(jiàn)化學(xué)電源 (1)一次電池: Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH), 負(fù)極: ;正極: ,電解質(zhì)溶液:NH4Cl等。,原電池,Zn,碳棒,Zn,Ag2O,Pb,PbO2,硫酸,H2,O2,CH3OH,O2,(1)加快化學(xué)反應(yīng)速率: 分

5、析:構(gòu)成原電池,加快了電子轉(zhuǎn)移,加快了化學(xué)反應(yīng)速率。 實(shí)例:實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2,常用粗鋅,它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4的溶液形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產(chǎn)生H2的速率加快。,(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱: 分析:原電池中,一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極,活動(dòng)性弱的金屬為正極。 實(shí)例:有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入到稀硫酸中,觀察到A極溶解,B極上有氣泡產(chǎn)生,由原電池原理可知,金屬活動(dòng)性AB。 (3)金屬材料的防護(hù): 分析:將被保護(hù)金屬設(shè)計(jì)成原電池的正極。,實(shí)例:輪船在海里航行時(shí),為了保護(hù)輪船不被腐蝕,可以在輪船上焊上一些活潑性比鐵更強(qiáng)的

6、金屬,如Zn,這樣構(gòu)成的原電池Zn為負(fù)極,而Fe為正極,從而防止了鐵的腐蝕。 (4)制作化學(xué)電源設(shè)計(jì)原電池: 分析: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(電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原。即:,負(fù)極:還原劑ne=氧化產(chǎn)物; 正極:氧化劑ne=還原產(chǎn)物。 實(shí)例:利用氧化還原反應(yīng)ZnCuSO4=ZnSO4Cu設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。 a該原電池的電極反應(yīng)為: 負(fù)極(Zn):Zn2e=Zn2(氧化反應(yīng)); 正極(Cu):Cu22e=Cu(還原反應(yīng))。,b裝置:,2鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷 電路銅板腐蝕劑和

7、外傷止血?jiǎng)┑取?(1)寫(xiě)出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的方程式:_ _ _。 (2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請(qǐng)畫(huà)出原電池的裝置 圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。 正極反應(yīng)式:_,負(fù)極反應(yīng)式:_。,解析:根據(jù)氧化還原反應(yīng)2Fe3Cu=2Fe2Cu2設(shè)計(jì)原電池,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),Cu失電子,正極選擇比Cu活動(dòng)性弱的金屬或碳棒,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。,答案:(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2 (2)裝置圖: 2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu2,例1將鋅片和銅片用導(dǎo)線(xiàn)連接置于稀硫酸溶液中,下列各敘述錯(cuò)誤的是() A鋅片作負(fù)極,鋅發(fā)生還原反應(yīng) B銅片作正極 C正極反應(yīng)為:2H2e

8、=H2 D溶液中的H移向正極,解析該裝置為原電池,鋅比銅活潑,鋅作負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng);銅作正極,H向正極移動(dòng),在正極得電子,電極反應(yīng)為:2H2e=H2,A錯(cuò),B、C、D正確。 答案A,(1)原電池工作中“三個(gè)方向”和“一個(gè)類(lèi)型”:,(2)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě):,原電池的正、負(fù)極; 得失電子的微粒; 據(jù)氧化還原反應(yīng)書(shū)寫(xiě)兩電極反應(yīng),1在例1中:(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到哪些現(xiàn)象? (2)電子的流向如何?若收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24 L,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是多少?,答案:(1)鋅片不斷溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生 (2)電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅片0.2 mol,例2一個(gè)原電池總反應(yīng)為:ZnM2=Zn2M。 (

9、1)該原電池電極材料及電解質(zhì)可能是_。,(2)M可以是下列金屬中_。 AMg BFe CCu DAg,解析(1)原電池總反應(yīng)ZnM2=Zn2M可分為Zn2e=Zn2(氧化反應(yīng)),M22e=M(還原反應(yīng)),發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為原電池的負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為原電池的正極,因此,負(fù)極材料只能為Zn,正極上M2放電被還原為M,電解質(zhì)為M的可溶性鹽,電極材料為活潑性比Zn弱的金屬。如Cu、Fe(或C、Pt)等。故C正確。 (2)據(jù)(1)分析知M為比Zn活潑性差的2價(jià)金屬,故B、C正確。 答案(1)C(2)BC,利用給出的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池的兩種情況: (1)若給出的氧化還原方程式: 則負(fù)極為還原

10、劑失電子,正極為氧化劑得電子,電解質(zhì)為氧化劑(或反應(yīng)物中的溶劑)。 如FeCuSO4=FeSO4Cu, 負(fù)極為:Fe2e=Fe2, 正極為Cu22e=Cu,電解質(zhì)為CuSO4,,再如PbPbO2H2SO4=2PbSO42H2O, 負(fù)極為Pb,正極為PbO2,電解質(zhì)為H2SO4。 (2)若給出的為離子反應(yīng)方程式: 則負(fù)極為還原劑失電子,正極為氧化劑得電子,電解質(zhì)為含氧化性離子的酸或鹽。如該例2中電解質(zhì)為CuSO4,也可為CuCl2。,2.例2中:(1)該原電池中負(fù)極、 正極的質(zhì)量如何變化? (2)請(qǐng)畫(huà)出該原電池裝置圖,并 指出反應(yīng)的正、負(fù)極及 電解質(zhì)。,提示:(1)負(fù)極鋅失電子溶解,質(zhì)量減小,正

11、極Cu22e=Cu,析出金屬,質(zhì)量增加。 (2)畫(huà)圖時(shí)要注明正負(fù)極及電解質(zhì)。,答案:(1)負(fù)極質(zhì)量變輕,正極質(zhì)量增重。 (2),解析金屬鋰比鐵活潑,作原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為:Lie=Li,LiOH溶液中的陽(yáng)離子有Li和H,由于氧化性HLi,所以正極反應(yīng)是:2H2e=H2,由于H來(lái)自于水的電離,所以H放電的同時(shí)溶液時(shí)產(chǎn)生了OH,即該反應(yīng)的總反應(yīng)為:2Li2H2O=2LiOHH2,水既是氧化劑又是溶劑。在原電池的放電過(guò)程中,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以O(shè)H向負(fù)極移動(dòng),C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案C,(1)常見(jiàn)燃料電池有甲烷、乙烷、甲醇、乙醇、N2H4、H2等燃料電池,通常這些燃料在負(fù)極失電子,O2在正極得電子。 (2)電極反應(yīng)式: 負(fù)極:還原劑ne=氧化產(chǎn)物(氧化反應(yīng)) 正極:氧化劑ne=還原產(chǎn)物(還原反應(yīng)),茫茫黑夜中,航標(biāo)燈為航海員指明了方

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