化学能和电能的转化上课课件.ppt

* * 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 第一课时 原电池的工作原理 复习回顾 1、原电池是______________________的装置。 原电池反应的本质是____________________反应。 将化学能转化为电能 氧化还原 2、如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是____（填“正”或“负”）极， 其电极反应为_______________，该反应 是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是______极，其电极反应为 _______________,该反应是_________反应。 （2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极 是____极，其电极反应为_____________， 该反应是________反应；Cu电极是____极， 其电极反应为_______________,该反应是_____反应. 负 Zn－2e- = Zn2+ 氧化 正 2H+ +2e- =H2↑ 还原 负 Zn－2e- =Zn2+ 氧化 正 Cu2+ +2e- = Cu 还原 氧化反应 Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池 电解质溶液 失e，沿导线传递，有电流产生 还原反应 Cu2++2e- =Cu 阴离子 阳离子 总反应： 负极 正极 Cu2++2e- =Cu Zn-2e- =Zn2+ Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu (离子方程式） （化学方程式） 电极反应 正极： 负极： （氧化反应） （还原反应） 阳离子 原 电 池 原 理 外电路 内电路 提出问题： 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长 电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造 成的呢？有没有什么改进措施？ 造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 一. 对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？ 硫酸铜 硫酸铜 [设疑]若两烧杯中的电解质溶液用能使阴阳离子移动的装置连接起来，能否形成原电池？ 探究一： 预测Ｐ１3[实验1] 的现象和结论 现象: 锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升. 结论: Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 化学能 热能 F 探究二： 预测Ｐ１3[实验2] 的现象和结论 现象: 锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转. 结论: 化学能 电能 Zn-2e-=Zn2+ Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 2e- Cu2++2e-=Cu 盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液移动，阳离子K+则向CuSO4溶液移动，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+反应完全。所以此电池的优点是：能产生持续、稳定的电流。 （2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。 由两个半电池组成原电池的工作原理 把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。 ①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。 ②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。 二、实验探究形成原电池的条件 （可以） （可以） （可以） （不可以） 形成条件一： 活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等 （可以） （不可以） 形成条件二：电极需插进电解质溶液中 实验探究形成原电池的条件 实验探究形成原电池的条件 形成条件三：必须形成闭合回路 （不可以） 可以 组成原电池的条件 ?（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。 ? （2）电极材料均插入电解质溶液中。 ? （3）两极相连形成闭合电路。 ? （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。 [活动探究] 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ =