資源簡介

(共27張PPT)
第6章 化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化
第2課時 化學反應與電能
導入
我們日常使用的電能主要來自火力發電。火力發電是通過化石燃料燃燒時發生的氧化還原反應,使化學能轉化為熱能,加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機,帶動發電機發電。火力發電過程中,化學能經過一系列能量轉化過程,間接轉化為電能,其中,燃燒(氧化 還原反應)是關鍵。火力發電過程中能量的轉化如下:
導入
[播放視頻]“火力發電”。
導入
我國以火力發電為主,其優缺點有哪些
優點:我國煤炭資源豐富;電能清潔安全、快捷方便。
缺點:煤炭是不可再生能源,會造成能源危機;煤炭燃燒會產生大量溫室氣體及污染性氣體,可能導致酸雨和溫室效應;能量經多次轉換,損耗大,燃料的利用率低。
導入
那么能否把化學能直接轉化為電能呢
一、原電池的工作原理
[演示實驗]Cu Zn原電池實驗
1.實驗步驟:
(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現象。
(2)用導線連接鋅片和銅片,觀察、比較導線連接前后的現象。
(3)用導線在鋅片和銅片之間串聯一個電流表,觀察電流表的指針是否偏轉。
一、原電池的工作原理
[演示實驗]Cu Zn原電池實驗
2.實驗現象:
(1)當鋅片與銅片插入稀硫酸時,鋅片表面氣泡產生,銅片表面無氣泡產生。
(2)用導線將鋅片和銅片相連后,鋅片逐漸溶解,銅片上有氣泡產生。
(3)串聯電流表后,電流表指針發生偏轉(說明導線中有電流通過)。
一、原電池的工作原理
[演示實驗]Cu Zn原電池實驗
3.實驗分析:
(1)當插入稀硫酸的鋅片和銅片用導線連接時,由于Zn比 Cu活潑,與稀硫酸作用容易失去電子,被氧化成Zn2+而進入溶液。
(2)電子由Zn片通過導線流向Cu片,溶液中的 H+ 從Cu片上獲得電子,被還原成氫原子,氫原子結合成氫分子從Cu片上放出。
鋅片:Zn 2e Zn2+ (氧化反應)
銅片:2H+ +2e H2↑(還原反應)
一、原電池的工作原理
[演示實驗]Cu Zn原電池實驗
4.實驗結論:
導線連接鋅片和銅片后,氣泡在銅片上產生,導線中有電流通過,整個過程中化學能轉化為電能。
一、原電池的工作原理
原電池:
(1)原電池的概念:將化學能轉化為電能的裝置。
(2)原電池的本質:發生氧化還原反應。
(3)原電池的原理:原電池使氧化反應、還原反應分別在兩個不同區域進行,使氧化還原反應中轉移的電子通過導體發生定向移動,形成電流,實現化學能向電能的轉化。
一、原電池的工作原理
原電池:
(4)原電池的電極反應:
負極:電子流出的一極,發生氧化反應。
正極:電子流入的一極,發生還原反應。
(5)原電池中電子、離子流向:
電極和導線中的導電微粒是電子,電子從負極流出,經導線流向正極。陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。
二、原電池的構成條件
[問題思考]1.圖1裝置中的銅起什么作用 能否用其他物質代替
2.圖2裝置中將鋅片換成銅,能形成原電池嗎
3.圖2裝置中用酒精代替稀硫酸能形成原電池嗎
1.銅作導體。能用石墨、較不活潑的金屬等物質代替銅。
2.不能,無自發進行的氧化還原反應。
3.不能,酒精是非電解質,不導電。
二、原電池的構成條件
原電池的構成條件:
二、原電池的構成條件
小試牛刀 1.正誤判斷。
(1)火力發電過程中,機械能轉化為電能是整個能量轉化的關鍵。( )
(2)原電池的電極材料必須是金屬。( )
(3)原電池工作時,正極與負極轉移電子數相同。( )
(4)在鋅銅原電池中,電子由鋅通過導線流向銅,再由銅通過電解質溶
液流回鋅。( )
(5)原電池中,陽離子向正極移動。( )
×
×
√
×
√
二、原電池的構成條件
2.根據原電池原理,結合裝置圖,按要求解答問題:
(1)若X為Zn,Y為硫酸銅溶液,則X為 (填電極名稱)______,
判斷依據是_____________________________________ ;
銅電極的名稱是_______,溶液中的 Cu2+ 移向_________ (填“Cu”或
“X”)電極。
負極
鋅的活潑性比銅強(或Zn的還原性比Cu強)
正極
Cu
二、原電池的構成條件
2.根據原電池原理,結合裝置圖,按要求解答問題:
(2)若X為銀,Y為硝酸銀溶液,則X為________(填電極名稱),
判斷依據是______________________________________;
銅電極的名稱是_________,溶液中的 Ag+移向
_______(填“Cu”或 “X”)電極。X電極上的電極
反應式為__________________。
正極
銅的活潑性比銀強(或Cu的還原性比Ag強)
負極
X
Ag+ +e Ag
二、原電池的構成條件
【歸納總結】原電池正、負極的判斷方法:
三、原電池工作原理的應用
原電池的應用:
1.加快氧化還原反應的進行。在原電池中,氧化反應和還原反應分別在兩極進行,溶液中粒子運動相互間的干擾減小,使反應加快。
2.比較金屬的活動性。一般地,若兩種金屬 A、B與電解質溶液構成原電池,若金屬 A作負極,則金屬活動性:A>B。
3.設計原電池。一般氧化還原反應中的還原劑作負極,氧化劑作電解質溶液,比負極活動性弱的金屬或石墨等能導電的非金屬作正極。
三、原電池工作原理的應用
小試牛刀 1.正誤判斷。
(1)原電池中,負極材料的活動性一定強于正極材料的活動性。( )
(2)只要是自發、放熱的化學反應就可以設計為原電池。( )
(3)原電池的負極上一定發生氧化反應,故負極本身質量一定減輕。( )
(4)向Zn和稀 H2SO4反應的溶液中滴加幾滴CuSO4溶液,產生氣泡的速
率加快,是因為構成了原電池。( )
(5)原電池中正極材料必須與電解質溶液中的某種離子反應。( )
×
×
×
√
×
三、原電池工作原理的應用
2.現有如下兩個反應:
A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O
B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2
(1)上述兩反應中,_______(填序號)反應能設計成原電池,其原因是
________________________________________________________
_______________。
B
反應A為非氧化還原反應,沒有電子轉移;反應B為氧化還原反
應,有電子轉移
三、原電池工作原理的應用
2.現有如下兩個反應:
A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O
B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2
(2)將上述反應中能設計成原電池的反應設計成原電池。
①寫出電極反應式及反應類型:
負極:___________________, ___________。
正極:___________________, ___________。
Cu 2e Cu2+
氧化反應
2Fe3+ +2e 2Fe2+
還原反應
三、原電池工作原理的應用
2.現有如下兩個反應:
A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O
B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2
(2)將上述反應中能設計成原電池的反應設計成原電池。
②畫出裝置圖并標明電極材料、電解質溶液和電子流向。
③若導線上通過 2 mol 電子,則負極質量減輕_______g。
64
總結
課堂練習
1.某興趣小組設計的簡易原電池裝置如圖所示。 該電池工作時,
下列說法正確的是 ( )
A.鋅片作正極
B.銅片上有氣泡產生
C.將電能轉化為化學能
D.電子由銅片經導線流向鋅片
B
課堂練習
2.如圖所示原電池裝置中,溶液為稀硫酸,電子流向如圖所示。
下列說法正確的是( )
A.電子流動方向為:X電極→導線→Y 電極→溶 液→X電極
B.X 電極上發生氧化反應,Y 電極上發生還原 反應
C.若兩電極分別為Zn和石墨棒,則 X為石墨棒, Y為Zn
D.氫氣產生在X電極上,SO42 移向 Y電極
B
課堂練習
3. 鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅
板腐蝕劑和外傷止血劑等。
(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:
________________________。
(2)若將(1)中的反應設計成原電池,請在方框內畫出原電池的裝
置圖,標出正、負極,并寫出電極反應式。
2Fe3++Cu 2Fe2+ +Cu2+
正極反應式:__________________
負極反應式:__________________
2Fe3+ +2e 2Fe2+
Cu 2e Cu2+
謝謝！

展開更多......

收起↑