資源簡介

(共28張PPT)
§6.2 化學反應與電能
化學能
熱能
化學能
電能
化學能
機械能
太陽能
化學能
人類對能源的利用
柴草時期
化石能源時期
多能源結構時期
煤
石油
天然氣
太陽能、風能、
地熱能、氫能、
海洋能、生物質能
人類對能源的利用
人類對能源的利用
各式各樣的電器
我們的生活很難離開電力
電是從哪里來的？
化學能與電能
我們日常使用的電能主要來自火力發電
2015年我國發電總量構成圖
物質中的化學能在什么條件下能轉化為電能？
蒸汽熱能
機械能
燃料化學能
電能
火力發電
每一種能量形式轉化成另外的一種能量形式必然存在能量的損失
燃料燃燒
蒸汽輪機
發電機
轉化次數越多，能量損失越多
化學電池
1799年意大利物理學家伏特發明了世界上第一個發電器，也就是電池組，伏特電堆開創了電學發展的新時代。
伏
特
電
堆
電池發展史
19世紀，英國化學家尼克爾森和卡萊爾利用伏特電池成功的電解了水，證明了水是由氫和氧兩種元素組成的化合物。
英國化學家戴維，利用串聯起來的伏特電池組，通過電解法發現了幾種活潑的金屬元素。比如金屬鈉和金屬鉀。
電能是如何產生的？
e-
e-
Cu
A
Zn
Zn2+
H+
SO4
2-
Zn
H2
Zn2+
H+
總反應：
操作1：將鋅片放入稀硫酸中
SO42—
氧化反應：Zn – 2e- = Zn2+
現象：
①浸泡在稀硫酸中的鋅逐漸溶解；
②浸泡在稀硫酸中的鋅表面有大量氣泡產生。
同時同地
（有點擠）
我要下去
讓我上去占座
Zn
H2
Zn2+
H+
操作2：將鋅片和銅片同時放入稀硫酸中
SO42—
現象：
Cu
浸泡在稀硫酸中的銅片表面無明顯現象。
在同一電解質溶液中，
不同金屬失去電子的能力是不一樣的！
Zn
Zn2+
H+
操作3：將稀硫酸中的鋅片和銅片用導線和電流計連接
SO42—
現象：
Cu
銅片上有氣泡產生，串聯的電流表指針發生偏轉
思考：銅片上的氫氣是如何產生的？
H2
A
銅片:
還原反應
鋅片:
Zn – 2e- = Zn2+
氧化反應
e-
e-
這種把化學能轉化為電能的裝置
→原電池
Zn
Zn2+
H+
對比兩組裝置
SO42—
Cu
H2
A
還原反應
氧化反應
e-
e-
Zn
H2
Cu
Zn2+
H+
SO42—
Zn – 2e- = Zn2+
同時異地
（加快反應速率）
Zn
Zn2+
H+
原電池小結
SO42—
Cu
H2
A
e-
e-
銅片:
鋅片:
Zn – 2e- = Zn2+
正極
得電子
還原反應
負極
失電子
氧化反應
電子流動方向：
負極→導線→正極
離子移動方向：
陽離子→正極
陰離子→負極
總反應：
電子不下水
離子不上岸
正正
負負
原電池的構成要素
同學們在“簡易電池的設計與制作”的實驗中，對影響自制電池效果的因素進行了實驗探究。
[提出問題]影響自制電池效果的因素有哪些？
[查閱資源]電極材料，電極間距，水果種類對自制水果電池的效果可能有影響。
[實驗探究]Ⅰ.按如圖連接水果電池。
原電池的構成要素
Ⅱ.實驗記錄如下：
序號 電極 電極間距 水果種類 電流表示數(μA)
① Cu—Al 2.0 cm 西紅柿 78.5
② Cu—Fe 2.0 cm 西紅柿 70.3
③ Al—Al 2.0 cm 西紅柿 0
④ Cu—Al 2.0 cm 檸檬 45.7
⑤ Cu—Al 1.0 cm 檸檬 98.4
⑥ 石墨棒—Al 1.0 cm 檸檬 104.5
原電池的構成要素
[反思與探討]
(3)水果電池中，水果的作用是__________________。
(4)對比實驗①②③可知構成水果電池的電極必須具備的條件為__________________________________，構成水果電池的其他要素還有___________________________、_________________、__________________。
提供電解質溶液
兩極金屬活動性不同
能自發進行的氧化還原反應
形成閉合回路
有電解質溶液
Zn
稀硫酸
Cu
A
Zn
酒精
Cu
A
電流表指針不偏轉
原電池的構成要素一：離子導體和電子導體
Zn
稀硫酸
玻璃
A
Zn
稀硫酸
C
A
Zn
稀硫酸
Zn
A
電流表指針偏轉
電流表指針不偏轉
電流表指針不偏轉
原電池的構成要素二：合適的電極材料
原電池的構成要素三：自發進行的氧化還原反應
2.合適的電極材料
（電極是氧化反應和還原反應分別進行的場所）
3.自發進行的氧化還原反應
1.電子導體（導線）和離子導體（電解質溶液或熔融電解質）
原電池的構成要素
簡記：兩極、一液、一線、一反應
下列裝置中能夠組成原電池的有哪些？其他不能構成原電池的請分別說明理由。
應用體驗一
短路
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
如圖所示電流計的指針發生偏轉，同時A極的質量減小，B極上有氣泡產生，C為電解質溶液，下列說法錯誤的是( 　　)
A．B極為原電池的正極
B．A、B、C可以分別為Fe、Cu和稀鹽酸
C．C中陽離子向A極移動
D．A極發生氧化反應
應用體驗二
C
如將鐵片和銀片用導線連接置于同一稀鹽酸中，經過一段時間后，下列敘述正確的是( 　　)
A．負極有Cl2逸出，正極有H2逸出
B．負極附近Cl－的濃度逐漸減小
C．正極附近Cl－的濃度逐漸增大
D．溶液中Cl－的濃度基本不變
應用體驗三
D
（1)若a、b相連，a為負極。
（2)若c、d相連，d上有氣泡逸出。
（3)若a、c相連時，a的質量減少。
（4)若b、d相連，b為正極。
把a、b、c、d 4種金屬浸入到稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池，請根據下列信息，判斷四種金屬的活動性順序。
應用體驗四
a > b
c > d
a > c
d > b
a > c＞b＞d
某化學興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，在常溫下，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下。試根據表中的實驗現象回答下列問題：
應用體驗五
編號 電極材料 電解質溶液 電流表指針偏轉方向
1 Al、Mg 稀鹽酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨
4 Al、Mg 氫氧化鈉溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 濃硝酸 偏向Al
(1)實驗1、2中Al 所作的電極(正極或負極)是否相同？______(填“是”或“否”)。
(2)由實驗3完成下列填空：
①鋁為_____極，電極反應式：_______________________；
②石墨為_____極，電極反應式：_____________________；
③電池總反應式：__________________________。
(3)實驗4中鋁作負極還是正極？_______，
理由是___________________________________________________________。
寫出鋁電極的電極反應式：_______________________________________。
(4)解釋實驗5中電流表指針偏向鋁的原因：___________________________________________________________________。
(5)根據實驗結果總結出影響鋁在原電池中作正極或負極的因素：__________________________________________。
應用體驗五
否
負
2Al－6e－===2Al3＋
正
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
負極
Al與NaOH溶液自發進行氧化還原反應，而Mg與NaOH溶液不反應
Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]—
①另一個電極材料的活動性；②電解質溶液
Al在濃硝酸中發生鈍化，Zn在濃硝酸中發生反應被氧化，Al是原電池的正極

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