1、第三单元 化学能与电能的转化,第1课时 化学能转化为电能 化学电源,1.学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步理解原电池的概念。,2.学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程。,3.学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。,英国有一位贵妇人因蛀牙补过一颗黄金假牙，后因车祸又补了颗不锈钢假牙。从此出现头痛、失眠、心情烦躁等症状，四处求医总是找不到病因。这种痛苦的经历一直持续了十年，直到有一次在上流社会的舞会上巧遇一位著名化学家，这位化学家帮她找到病因，才解除了病痛。,让我们带着这两个疑问到
2、下面的学习中去寻找答案吧！,1780年，意大利生物学家伽伐尼为给妻子看病，遵医嘱买了不少青蛙。当用金属解剖刀触动靠近铜盘的青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。,活动与探究,Zn表面冒气泡，Cu表面无明显的变化,Zn表面冒气泡，Cu表面无明显的变化,Zn表面冒气泡，Cu表面也有气泡,Zn表面冒气泡，Cu表面也有气泡，指针发生了偏转,有电流产生,问题：为什么Cu表面也冒气泡呢？后面我们再解释,深入探究,探究1：若将两块锌片用导线相连插入盛有稀硫酸的烧杯里，将观察到什么现象？,结论：,Zn的表面冒气泡，但电流表的指针不偏转,现象：,无电流产生,探究2：若将原装置中的铜片换成石墨棒，现象又将如何呢
3、？,现象：,Zn、C的表面冒气泡，电流表的指针有偏转,结论：,有电流产生,探究3：若将原装置中的锌片换成石墨棒，又有何现象？,现象：,Cu、C的表面无气泡，电流表的指针无偏转,结论：,无电流产生,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去的电子从锌极流出,流入铜极.,经外电路,Zn2+,H+,SO42-,电流方向,装置中电流方向、正负电极、电子流动方向、电极上的反应情况分析,思考:化学能是如何转变成电能的呢？,思考:构成原电池的条件有哪些呢？,归纳整理,2.形成原电池的条件：,(1) 有自发发生的氧化还原反应(2) 有两个活泼性不同的电极(3
4、) 有电解质溶液(4) 形成闭合电路,1.定义：我们把将化学能转变为电能的装置称为原电池。,小组讨论,问题：根据前面所学的知识，我们知道Zn失去的电子给了Cu，好像Zn表面应该没有气泡的嘛。为什么实验中Zn表面也冒气泡呢？提示：实验用的Zn不纯，表面看到黑色的物质是石墨。,结论:锌表面也形成了原电池,原电池反应的实质是自发的氧化还原反应。,Zn - 2e- =Zn2+负极：氧化反应，价升高，失去电子 得失电子守恒总的方程式：2H+Zn = Zn2+ + H2,正极：还原反应，价降低，得到电子,2H+ + 2e-=H2,电极反应的规律和电极反应式书写：,交流与讨论,在一块表面无锈的铁片上滴一大滴
5、含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。,形成了铁-碳原电池,普通锌锰电池,碱性电池,镍镉电池,小型高性能燃料电池,锂离子电池,镍氢电池,干电池,负极（锌筒）Zn-2e- =Zn2+正极（石墨）2MnO2+2NH4+ +2e- =2MnO(OH)+2NH3总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+ = Zn2+ 2MnO(OH)+2NH3,资 料： 银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料。电极反应如下： 锌：Zn + 2OH- - 2e- =
6、 ZnO+H2O 氧化银：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-,锌是 极，发生 反应；氧化银是 极，发生 反应。总反应为： .,负,氧 化,正,还 原,Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,铅蓄电池,1.电极材料及原料2.电解质溶液3.电极反应式：,正极：PbO2 负极：Pb,H2SO4溶液,负极（Pb）:Pb-2e-+SO4 2 -=PbSO4,Pb+PbO2 +2H2SO4 =2PbSO4+2H2O,正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42 -+ 2e- =PbSO4+2H2O,总反应：,4.优点5.应用领域,电压稳定，使用方便、安全、可靠，可以循环使用,广泛用于国防、科
7、研、交通、生产和生活,1.电极材料及原料2.电解质溶液3.优点4.应用领域,锂电池,摩托罗拉6188/6288原装锂电池,正极：金属氧化物 负极：锂,使用寿命长，质量轻、电压高、工作效率高、体积小,有机溶剂,电脑、照相机、手表、心脏起搏器,索尼数码相机锂电池,新型燃料电池,1.氢氧燃料电池,20世纪60年代应用于美国载人飞船，也曾用于叉车、牵引车等。,燃料电池是继水力、火力、核能发电之后的第四类发电化学能发电,负极： 2H2 +4OH-4e-=4H2O,正极： O2+2H2O+4e-=4OH-,燃料电池的反应方程式：,H2,燃料电池,把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”,
8、氢氧燃料电池,常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝空气燃料电池、熔融盐燃料电池等,优点：效率高、无污染，装置可持续使用,多孔性金属电极，具有催化性能,2.磷酸型燃料电池,以磷酸为电解质，利用廉价的碳材料为骨架。除了以氢气为燃料外，还可使用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料，是目前最成熟的燃料电池。 目前世界上大容量的燃料电池发电厂，都使用磷酸型燃料电池。如东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂。,3.海水电池,1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高2
9、050倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：,4Al-12e- =4Al3+,3O2+ 6H2O +12e- = 12OH -,4Al+3O2+ 6H2O = 4Al(OH)3,回应故事情境 思考：开始上课时讲的故事中贵妇人经常头痛的原因是什么？如何医治？2.伽伐尼青蛙抽搐实验的原因是什么？,都是形成了原电池,1.如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（ ）,BC,2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）A.abcd B.acdb C.cadb D.bdca,B,3.下列烧杯中盛的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是（ ）,A,4.如何设计一个原电池，其原电池反应为：Cu+2FeCl3 = 2FeCl2 +CuCl2写出电极名称和电极反应式。,用铜作负极，碳棒作正极，FeCl3为电解质溶液。负极:Cu-2e- = Cu2+正极:2Fe3+ +2e- =2Fe2+,
