搜索
化学能与电能的转化CuZnZnZnCBA*实验探究1*实验指导：1.按图示进行实验操作。2.观察：金属片上是否有气泡产生。DCuCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CDZnCu1.概念：把化学能转化成电能的装置叫做原电池一、原电池电子流出的一极电子流入的一极负极：正极：氧化反应还原反应锌片（负极）：铜片（正极）：原电池总反应：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑电极反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑原电池工作原理电子还原性物质氧化性物质负极（导线）正极流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应原电池是意大利科学家伏打于1799年捕捉到原电池的实验现象，并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏打电池你知道吗D观察：电流计指针是否偏转。ACB*实验探究2*稀硫酸稀硫酸乙醇稀硫酸CZnZnAAAZnZnCuCuZnABB偏转不偏转不偏转不偏转条件一原电池的电极材料结论一H2SO4溶液CuZnGH2SO4溶液CZnGH2SO4溶液ZnZnG有两种活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（碳棒）为正极．AB铜锌原电池条件二溶液的性质结论二H2SO4溶液CuZnG乙醇CuZnG两个电极插入电解质溶液中。两个电极插入电解质溶液中。C铜锌原电池稀硫酸Zn稀硫酸Cu条件三闭合回路结论三两电极与电解质溶液必须形成闭合回路。H2SO4溶液CuZnGD铜锌原电池盐桥Cl-K+*形成原电池的条件*：注意：必须有一个自发进行的氧化还原反应。1．有两种活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（碳棒）为正极．2．两个电极插入电解质溶液中。3．构成闭合回路。2．两个电极插入电解质溶液中。1、下列各种情况是否形成了原电池？AgFeG盐酸溶液含杂质C的Fe片盐酸溶液AlMgGCCl4溶液CuZnGAFEDCB盐酸溶液CuZnCuSO4溶液H2SO4溶液CuCG练一练能量转化电极材料电极的确定电极反应(工作原理)构成条件电流与电子的方向负极：Zn-2e－＝Zn2＋发生氧化反应正极：2H++2e－＝H2↑发生还原反应负极：电子流出的极(活泼金属)。正极：电子流入的极(较不活泼金属或导电非金属)。1．两种不同的金属。化学能→电能1．有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极；电子：负极→正极电流：正极→负极或者一、原电池2．一种金属和一种非金属导体。2．电极插入相通的电解质溶液中；3．两极用导线相连形成闭合的回路。2.画出以铁棒、石墨棒、导线、FeCl3溶液为用品的原电池装置示意图，并标出电子转移方向，正负极，写出电极方程式。电极反应式：负极:Fe–2e-=Fe2+.正极:2Fe3++2e-=2Fe2+.总反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。FeCl3溶液FeCe-—+⑴、电极反应式：负极:.正极:.正极，负极。＊活动与探究＊请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。⑵、电解质溶液：。⑶、电极材料：可溶性铜盐Fe片活动性比Fe差的金属或碳棒Fe－2e－＝Fe2+Cu2++2e－＝CuCuCl2溶液FeCu课后探究1、采用哪些措施可以加快锌与稀硫酸的反应速率？2、调查一下，常用的电池有哪些？请通过查阅资料了解它的原理和用途。Zn*实验探究3*CuZnSO4CuSO4⑴、电极反应式：负极:.正极:.(2)、总反应:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cue-—+?Cl-K+二、化学电源：常见电池和新型电池示例我国自主研发的燃料电池车燃料电池神舟六号燃料电池发电系统负极：正极：电池反应方程式2NH4++Zn=2NH3+H2+Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2Zn–2e-=Zn2+电极反应式1、锌-锰干电池（酸性电解质溶液）2、铅蓄电池•①放电过程负极：氧化反应Pb+SO42--2e-=PbSO4正极：还原反应PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O•②充电过程阴极(接电源负极)：还原反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极(接电源正极)：氧化反应PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电3、燃料电池原电池的电极方程式和总方程式的书写将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。①Mg—Al—稀H2SO4原电池：负极（Mg）：Mg=Mg2++2e—（氧化反应）正极（Al）：2H++2e—=H2↑（还原反应）电池反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑②Al—Mg—NaOH原电池：负极（Al）：2Al+8OH—=2[Al(OH)4]—+6e—（氧化反应）正极（Mg）：6H2O+6e—=3H2↑+6OH—（还原反应）电池反应：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑电极反应书写规律：（1）没给总方程式•①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）•②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）•③写出总方程式（电子守恒）已知甲烷燃料电池总反应式为：CH4+O2+2OH—=CO32—+3H2O写出电极反应式（2）给出总方程式正极好写：4H2O+2O2+8e-→8OH-负极：CH4+10OH—→CO32-+7H2O+8e-（总—正）电解质溶液有时候也会参与电极的反应①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）③两式加，验总式注意：若只能写出较简单一极反应式，在遵循电子守恒的条件下，可将总反应式减去一极反应式，即得另一极反应式原电池电极反应式的书写注意事项：（1）负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。小结三、金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。2.金属腐蚀的类型：失e-氧化反应电化腐蚀（常见普遍）金属原子化学腐蚀3.金属腐蚀的本质：金属阳离子金属的腐蚀与防护联想.质疑铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？金属的腐蚀与防护负极：(Fe)正极：(Cu)Fe-2e=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-电解质溶液：空气中的SO2,CO2溶于水膜中电池总反应：CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2CuCuFeFe2+2e-OH-后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(Fe2O3·nH2O)金属的腐蚀与防护负极：(Fe)正极：(Cu)Fe-2e=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-电解质溶液：空气中的SO2,CO2溶于水膜中电池总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3还可以将还原的电极（正极）的电极反应写为：(Fe2O3·nH2O)O2+4H++4e-=2H2O正极：(Cu)这两种写法反映了反应条件有什么区别？前者是在中性条件下而后者是在酸性条件下的反应金属的腐蚀与防护钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图思考：你能写出它们的电极反应式吗？金属的腐蚀与防护钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应Fe-2e=Fe2+2H++2e－=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe-4e=2Fe2+O2+2H2O+4e=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。Fe2O3·nH2O金属的腐蚀与防护1、覆盖保护层衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆？思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr金属的腐蚀与防护思考：针对金属的电化学腐蚀，你能想出什么防止其腐蚀的办法？2、牺牲阳极的阴极保护法原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应充当阳极（负极），受到腐蚀。航海船只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。航海的船只的船底四周镶嵌锌块（白色），就是利用牺牲阳极的阴极保护法。金属的腐蚀与防护牺牲阳极的阴极保护法示意图思考：你还有什么方法可以防止铁闸门被腐蚀？金属的腐蚀与防护废铁原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。3、阴极电保护法金属的腐蚀与防护1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：。（2）若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：，正极：。中性或弱酸吸氧Fe–2e-→Fe2+O2+2H2O+4e-→4OH－酸析氢Fe–2e-→Fe2+2H++2e-→H2↑金属的腐蚀与防护2.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：。小结：防腐措施由好到坏的顺序是：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀(5)(2)(1)(3)(4)