氧化反应还原反应Zn片.PPTVIP

能源的分类 能源可分为一次能源和二次能源，自然界中以现成形式提供的能源称一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。 一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源。例如，太阳能、水力、风力、化石燃料等等。 二次能源：一次能源经过加工、转化得到的能源叫做二次能源。例如，电力、酒精、汽油等等。 1、火电 （1）发电原理： 火力发电的原理是燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机，产生电流。 【设问】火力发电中能量的转化方式是怎样的？ （2）火力发电中能量转换过程： 化学能　　　 电能　 ①火力发电时利用化学能转化为热能，再经过一系列能量转换环节才能转化为电能，造成能量损耗。哪种类型的化学反应有可能产生电流？ ②氧化还原反应的本质是什么？氧化还原反应中氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，为什么没有电流产生？怎样使它直接产生电流呢？ （2）原电池的原理： 【思考与交流】 1、铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在铜片表面有气泡产生？根据你所了解的电学知识你知道电子是怎样流动的吗？ 【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，锌原子失去的电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。电子通过导线从锌片流向铜片，形成电流。 【思考与交流】 2、从氧化还原反应的角度来分析，两个金属片上各发生了什么反应？ 【分析】锌比铜活动，容易失去电子，电子很容易从锌片流向铜片。锌片、铜片上发生了氧化还原反应，其中锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。使电子从锌片不断地流向铜片而形成电流，这是上述装置产生电流的根本原因。 锌 片： Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 铜 片： 2H++2e-=H2↑ （还原反应） 总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 【探究发现】 铜锌原电池原理： 锌片上失去电子，发生氧化反应，铜片上H+获得电子，发生还原反应。在氧化还原反应中，还原剂将失去的电子经过导线转移给氧化剂，从而产生电流。 【思考与交流】 3、普通氧化还原反应中氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，没有电流产生，而在原电池中氧化反应和还原反应为什么可以产生电流呢？ 【分析】在原电池中，将氧化反应和还原反应分开在两个不同的区域进行，将电子转移的过程变为电子的定向移动，从而产生电流，这就是原电池设计的基本思路。 【结论】原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开，从而使还原剂失去的电子，经导线传递给氧化剂，从而形成电流。 【原电池原理】 利用氧化还原反应，将还原剂失去电子的电子经过导线转移给氧化剂，从而使电子在导线上定向移动形成电流。 说明：一般来说，任何一个可以自发进行的释放能量的氧化还原反应，在理论上都可以设计成一个原电池。 （3）原电池的组成： 【思考与交流】 通过以上实验和探究 ，说明化学电池应由哪几部分构成？各起什么作用？ 【分析】从结构来看，原电池的必须有正、负两个电极和电解质溶液以及一些辅助物（容器和导线）。由于负极在反应中提供电子，所以一般用易失去电子的还原性较强的物质；而在反应中正极上获得电子，因而用能导电的物质，一般是不活泼的金属或能导电的其它材料（石墨）。电池要工作（发生氧化还原反应）还需要合适的电解质溶液，以提供氧化剂获得电子。 原电池组成 ①有两种活动性不同的金属（或金属和石墨）作电极，较活泼的金属做负极，较不活泼的金属（或石墨）做正极； ②合适的电解质溶液，能自发发生的氧化还原反应； ③形成闭合回路。 （4）原电池中的电极和电极反应 根据有关知识探究，如何确定原电池的正负极？正负电极各发生什么反应？电流的方向如何？电流的方向与电子的流向有何关系？ 【分析】由物理学知识可以知道，电流方向是从正极流向负极，电子的流向与电流方向相反，从负极流向正极。故，电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。 原电池工作时，负极上失去电子，发生氧化反应，正极上获得电子，发生还原反应。