1、化学反应的利用,第二课时,化学必修,交流研讨,化学能转化成热能:,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,思考：化学能能否转化成其它能量呢？,化学反应为人类提供能量,普通干电池,手机电池,钮扣电池,笔记本电脑专用电池,摄像机 专用电池,“神六”用 太阳能电池,生活中的电池,我国自主研发的燃料电池车,锌片上有气泡,Zn+2H+ = Zn2+H2,铜片上无气泡,铜与硫酸不反应,铜片上有气泡,?,实验探究,利用氧化还原反应，把化学能 转化为电能的装置。,一、原电池,动画模拟：铜锌原电池原理,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,2、原电池工作原理,较活泼的金属（负
2、极）失去电子发生氧化反应，电子从负极通过外电 路流向较不活泼的金属（正极） 。,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜锌原电池,稀硫酸溶液,失e-，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e- =H2,阴离子,阳离子,负极 Zn,正极 Cu,铜锌原电池原理：,氧化还原反应分成氧化反应、还原反应两个半反应分别在两极进行。,思考：,1、稀硫酸和氢氧化钠。2、铁和氯化铁溶液的反应。,以下反应可否设计成原电池？,二、原电池的构成条件：,前提条件：,自发进行的氧化还原反应,（电极材料）,实验探究二:,能,活泼性不同的两个电极,能,不能,思考：,负极材料和正极材料可以是哪类物质？,负极：较活泼的金属 正极
3、：较不活泼的金属、石墨等,实验探究三:,（溶液）,能,能,不能,思考：,反应实质？,原电池的负极和电解质 溶液发生氧化还原反应,实验探究四:,（是否闭合）,不能,两极相连形成闭合回路,能,思考：,两电极直接接触算闭合回路吗？,是,原电池构成条件：,总结,1、首先是自发的氧化还原反应；,2、两种活泼性不同的电极；（金属或一种非金属导体）,3、电解质溶液,4、闭合回路,Zn,Cu,Zn,Cu,A,B,C,D,E,F,下列哪些装置能构成原电池？,G,水果,课堂小结,1.原电池：将化学能转化为电能的装置。,1）、首先是自发的氧化还原反应；,2）、两种金属活泼性不同的电极；（金属或一种非金属导体）,3）
4、、电解质溶液,4）、闭合回路,一、原电池原理：,二. 原电池的构成条件：,氧化反应,原电池,电解质溶液,失e-，沿导线传递，有电流产生,还原反应,负极,正极,X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为AXYZ BXZY CYXZ DYZX,CYXZ,练一练,练习:1、下列装置中能组成原电池的是:( ),酒精,稀H2SO4,稀H2SO4,(A),(B),(C),(D),(E),(F),D、E、F,作业：,1.请将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+,设计成一个原电池。,2.动手实践： 水
5、果电池,请将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+,Fe,比Fe不活泼的金属或石墨,CuSO4 、CuCl2等,设计成一个原电池,并画出装置图.,负极： 正极： 电解质溶液：,三、原电池电极反应式的书写：,1、将氧化还原方程式分解为氧化反应和还原反应两个半反应，氧化反应为负极反应，还原反应为正极反应。 2、两极反应的电荷守恒、元素守恒、两极反应的得失电子守恒 3、总反应是为两极电极式的加和，总反应式减去该电极反应式等于另一电极反应式 4、电子一般写左边（右边），反应物和产物中间用等号或箭头连接,负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+,负极（锌片）： Zn 2e - =
6、 Zn 2+,正极（石墨）： 2H+2e - = H2 ,正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu,试着写出下列原电池的两极上的电极反应：,负极（Fe): Fe Fe2+ + 2e-,正极（C): 2H+ H2 - 2e-,总反应式： Fe+ 2H+ = Fe2+ + H2,练习,下列装置中属于原电池的是：,负极（Fe）： Fe 2e- =Fe2+ 正极 (C)： 2H+ + 2e- =H2总反应式：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2,电极反应式：,负极(Zn)： Zn-2e- =Zn2+ 正极(Pb)： 2H+2e- =H2 H2总反应式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H
7、2,负极(Fe)： Fe 2e=Fe2+正极(Cu)： Cu2+ 2e- = Cu总反应： Fe+CuCl2 = FeCl2+Cu,四、原电池正负极的判断方法,由电子或电流的流向判断负极电子流出的一极，失电子，发生氧化反应，电流流入的一极正极电子流入的一极，得电子，发生还原反应，电流流出的一极 由溶液中离子移动方向确定：阳离子流向原电池正极，阴离子流向负极 由电极变化情况判断：一般地，电极质量减少或溶解的为负极，电极上有气泡或质量增加或不变的为负极,由两极的相对活泼性判断：一般地，活泼性强的金属作负极，活泼性弱的金属或导电的非金属为正极,根据两极的相对活泼性确定原电池的正负极时应具体问题具体分
8、析，但是原电池的设计不改变原有的反应方向。如Mg-Al-NaOH溶液构成原电池，负极为Al如Al-Cu-浓HNO3溶液构成的原电池中，负极为Cu,五、原电池的应用,加快氧化还原反应速率：粗锌与稀盐酸反应速率快，或向锌与稀盐酸反应体系中加入少量CuSO4溶液 比较金属的活动性强弱：原电池中，A极溶解，B极有气泡或变粗判断金属活泼性 设计原电池，提供能源； Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 防止金属被腐蚀，如：在轮船外表水线以下位置附加锌块；在铁管外镀锌,30,镀锌铁管,原电池的应用,在轮船外表水线以下位置附加锌块,在铁管外镀锌,阅读归纳,利用上述原理可制成多种电池，电池的种类有哪些？,电池,干
9、电池（一次电池）:锌锰干电池,蓄电池（二次电池）,燃料电池,铅蓄电池镍氢电池锂电池,铅蓄电池,镍氢电池,锂电池,32,锌锰干电池是日常生活中常用的 干电池。,正极材料：石墨棒 负极材料：锌片 电解质：化学糊状物,33,铅蓄电池,34,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极， 跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿 命大大延长，无污染,锂电池,35,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部 贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界 输入，同时将电极反应产物不断排出电池。,新型燃料电池,化学能与光能的相互转化,如：光化学电池太阳能分解水制氢气,热能电能光能,小结：,37,考考你：,2、用铁片与稀硫酸
10、反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ） A.加热 B.不用稀硫酸，改用98%浓硫酸 C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片，改用铁粉,3、下列关于原电池的叙述中正确的是（ ） A.正极和负极必须是两种不同的金属 B.原电池是把化学能转化成电能的装置 C.原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应 D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成,4、在盛有稀H2SO4溶液的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述不正确的是（ ） A.负极附近的SO42-离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片 C.反应一段时间后，溶
11、液的H+浓度降低 D.铜片上有H2逸出,【解析】选B。,5.（2010海口高一检测）下列说法中正确的是（ ） A.原电池是把电能转为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池中电流从负极流出，从正极流入 D.原电池中的阳离子向正极移动 【解析】选D。原电池是把化学能转为电能的装置；原电 池中电子流出的一极是负极，发生氧化反应；电流从正 极流出，从负极流入；原电池中的阳离子向正极移动， 发生还原反应。,A B C D,稀H2SO4,稀H2SO4,ZnSO4溶液,乙醇,Cu Zn,Cu Zn,Cu Zn,Cu Zn,6、下列装置能够组成电池产生电流的是（ ）,44,1
12、.如右图所示：在盛水的烧杯中，在铁圈和银圈连接处吊一根绝缘的细丝，使之平衡。小心从烧杯中央滴加入硫酸铜溶液，片刻后可观察到：,铁圈,银圈,A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平衡 C铁圈向下倾斜 D银圈向下倾斜,D,来试一试,45,2 、等质量的两份锌粉a和b，分别放入过量的稀硫酸中，a中同时放入少量的CuSO4溶液，下列图中表示产生氢气体积V与时间关系正确的是（ ）,V,V,V,V,t,t,t,t,b,b,b,b,a,a,a,a,A,B,C,D,A,46,3.关于如图所示装置的叙述正确的是:,锌,铜,稀硫酸,A.铜是负极,有气体形成 B.铜质量逐渐减少 C.电流从锌经导线流向铜 D.氢离子在铜
13、表面被还原,D,一个原电池总反应为： Zn+Cu2+=Zn2+Cu,该原电池材料及电解质可能是（C ）,如图所示的装置中可观察到电流计的指针发生偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( ),5、已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH- ZnO+H2O +2e- 石墨：1/2O2+H2O+2e- 2OH-,据此判断，锌片是（ A ） A、负极，被氧化 B、负极，被还原 C、正极，被氧化 D、正极，被还原,6、下图中各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（ ）,A B C,7、把a、b、c、d四块金属浸泡在稀H2SO4中， 用导线两两相连
14、可以组成各种原电池。若a、b 相连时，a为负极；c、d相连时，d上气体逸出， a、c相连时，a极减轻；b、d相连，b为正极。 则四种金属的活动性顺序为（ ）,A、abcd B、acbd C、acdb D、dbca,有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，外电路电流由D到C；A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是A.ABCD B.ACDBC.CADB D.CBDA
15、,A.ABCD B.ACDB C.CADB D.CBDA 【自主解答】选B。形成原电池时作负极的金属被氧化，活泼性比正极强，A比B强；在原电池中，电流从正极流向负极，C比D强；A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，说明C极为正极，A比C强；B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应,D为负极，D比B强。,8.(2010徐州高一检测）下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是（ ）,9.下列装置中有电流产生的是（ ）,10.下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是（ ） A.2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl（OH）
16、4+3H2 B.2H2+O2=2H2O C.NaOH+HCl=NaCl+H2O D.CH4+2O2=CO2+2H2O,作业1.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。,根据实验现象回答下列问题： （1）装置甲中发生反应的离子方程式为_。 （2）装置丙中溶液的H+的浓度_（填“变大”、“变小”或“不变”） （3）四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。,2、请利用反应“Cu2Ag+= 2Ag +Cu2+”设计一个化学电池，并回答下列问题： （1）该电池的负极材料是_，正极材料是_， 电解质溶液是_。 （2）在外电路中，电流方向是从_极到_极。 （3）正极的产物为：_。 正极上出现的现象是_； 负
17、极的产物为：_ 负极上出现的现象是_,【解析】反应Cu2Ag+ =2Ag +Cu2+中Cu被氧化，Ag+被还原，所以需用Cu棒作负极，正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属，如Ag等，正极也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极，正极发生还原反应，产物为Ag，电极变粗；负极发生氧化反应，产物为Cu2+，电极Cu棒溶解。,答案：（1）Cu 石墨（或Ag） AgNO3溶液 （2）正 负 （3）Ag 电极变粗 Cu2+ Cu棒溶解,62,3. 有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将C浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是,（A） 、 （）、 （）、 （）、,xk,
