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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与电能
【学习目标】
1.了解化学能直接转化为电能的化学原理，建立原电池的基本模型；
2.能够描述原电池工作中微粒的运动，书写简单的电极反应式；
3.赞叹化学电源在改善人类生活品质方面的贡献和化学工作者的责任
现在我们的生活很难离开电力
电是从哪里来的？
【思考交流】
电能的来源方式？
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
【化学能与电能】
2001年我国发电总量构成
2023年我国发电总量构成
化学能如何转化为电能？
化学能
热能
机械能
电能
燃料燃烧
蒸气轮机
发电机
1、在火力发电过程中都发生了哪些能量形式的转化？
2、你认为火力发电存在哪些弊端？
关键——燃烧(氧化还原反应)
火力发电
化学能
热能
机械能
电能
？
能量的转化效率为30%-40%
转化次数越多能量损失越多
化学能真的可以转化为电能，这是如何转化的呢？
实验1：Zn粒加入稀硫酸中
反应： Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
（氧化还原反应）
2e-
现象：锌片溶解，表面有气泡
实验探究
实验探究
实验2：将铜片直接与Zn粒接触
现象：铜丝表面的气泡由下至上逐渐产生，直至液面处
结论：电子由Zn粒转移到了铜片上
实验探究 感受原电池
我们把这种化学能转变为电能的装置叫做原电池。
锌-铜-稀硫酸原电池
原电池的工作原理是什么呢？
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
氧化反应
还原反应
负极
正极
电子沿导线传递，产生电流
阳离子
失去电子
溶液中阳离子得到电子
阴离子
正极
负极
SO42-
活泼金属
不活泼金属或石墨
工作原理：
从化学反应本质认识原电池原理
电子
氧化
还
原
负极
正极
氧化还原
1.反应本质：
原电池的工作原理：
外电路：
电子从负极→正极
电流从正极→负极
内电路（电解质溶液中）：
阳离子→正极
阴离子→负极
电子不下水，离子不上岸
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流
1.理论上不能设计为原电池的化学反应是（ ）
A．CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2
C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑
D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O
分组实验
（6人一组分成9组）
1、探究电极材料
2、探究试液
3、 探究闭合回路
[方案设计]
实验用品：
铁、锌、铜和石 墨电极若干,稀硫酸、无水乙醇，硫酸铜溶液,苹果,脐橙,导线,电 流计,容器
环节三
自主探究 探索原电池的构造
自主探究 探索原电池的构造
实验项目 实验用品 是否在同一容器 实验结论
电极材料 试液 有无电流
相同电极不同试液
相同试液不同电极
学生将实验结果填到一张表中
自主探究 探索原电池的构造
锌-铜-稀硫酸
锌-铁-苹果
锌-锌-稀硫酸
锌-铜-无水乙醇
铜-石墨-稀硫酸
锌-铁-硫酸铜
自主探究 探索原电池的构造
实验项目 实验用品 是否在同一容器 实验结论
电极材料 试液 有无电流
相同电极不同试液 Zn-Cu 硫酸铜 是 有
Zn-Cu 无水乙醇 是 无
相同试液不同电极 铁-石墨 稀硫酸 是 有
铁-铜 稀硫酸 否 无
铜-铜 稀硫酸 是 无
学生将实验结果填到一张表中
满足什么样条件的装置可以产生电流？
锌-铜-无水乙醇
锌-铜-稀硫酸
试液不同
锌-锌-稀硫酸
铜-石墨-稀硫酸
电极不同
是否有闭合回路
（1）自发的氧化还原反应
（2）两种活泼性不同的金属(或导电非金属) 作电极
（3）电极均浸泡在电解质溶液中
作用：①通过阴阳离子传导电流；②维持溶液中电荷守恒；
③提供参与电极反应的离子
（4）形成闭合回路
（导线相连或直接接触）
从化学反应本质认识原电池原理
构成条件
酒精、蔗糖、四氯化碳不是电解质
如： Al / NaOH / Mg 原电池 ： 是Al作负极
Cu / HNO3 （浓） / Fe 原电池 ： 是Cu作负极
从化学反应本质认识原电池原理
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工作原理
负极（镁片）：
2Mg—4e-==2Mg2+
正极（石墨片）：
O2+4e-+H2O==4OH-
从生活中的应用介绍原电池
间接：
直接：
原电池
装置
化学能与电能
化学能
热能
燃烧
蒸汽
机械能
发电机
电能
原电池
原电池的工作原理
原电池的构成条件：
板书设计
知识的总结提升及迁移运用
：将化学能转化为电能的装置。
锌片：Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应）
铜片：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）
总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
① 有两种活动性不同的金属（或非金属单 质）作电极。
② 电极材料都插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
知识的总结提升及迁移运用
1
课堂反馈
2
课外拓展
试着用2FeCl3 + Cu === 2FeCl2+ CuCl2 设计原电池，画出实验装置，写出电极反应？
利用生活中常见物品设计原电池？
1.下列装置能构成原电池的是________，能构成原电池的。
谢谢

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