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化学能与电能
假如世界上没有电
······
01
化学反应与电能有什么关系呢？
如何将储存在物质内部的化学能转化为电能呢？
我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。
问：火力发电是如何产生电能的？发电原理又是什么呢？
1.间接转化——火力发电
【实验6-3】
(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
(2) 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。
(3) 如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。
任务一 原电池
实验探究把化学能直接转变为电能的装置
实 验 现 象
铜片插入稀硫酸
锌片插入稀硫酸
锌片和铜片上 端连接在一起 插入稀硫酸 铜片
锌片
电流表
铜片上无气泡
锌片上有气泡
铜片上有气泡
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
锌片逐渐溶解无气泡
电流表的指针偏转
（1）将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 (注意两块金属片不要相接触)
（2）将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
稀H2SO4
Zn
Cu
活动一 实验探究：原电池工作原理
【探究】 该装置是如何将化学能转化为电能的？
锌片：
铜片：
Zn - 2e- = Zn2+
2H+ + 2e- = H2 ↑
导线：
连接锌片与铜片，保证电子流动
电解质溶液：
提供离子，保证离子移动，形成回路
总反应：
Zn + 2H+ =Zn2+ + H2 ↑
电子流向：
锌片→导线→铜片
电流流向：
铜片→导线→锌片→溶液→铜片（循环）
e-
e-
e-
Ⅰ
2.直接转化——原电池
（1）概念:将化学能直接转变为电能的装置。
（3）工作原理：
（2）本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
e-
负极
正极
电解质溶液
e－
e－
e－
I
I
I
原电池的工作原理
阴离子
阳离子
Zn－2e－＝Zn2+
氧化反应
2H++2e－＝H2↑
还原反应
注意：电子不下水，离子不上岸
活动二 实验探究原电池的构成要素
1、根据原电池原理，结合所给出的实验用品，设计和制作简易电池。
2、讨论交流【问题与讨论】，体会总结原电池的构成要素。
小组探究实验P37
（3）原电池构成要素
① 原电池反应必须是自发的氧化还原反应。
② 具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。
③ 电解质溶液。
④ 电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
提炼归纳
活动三 设计原电池
(1)依据:已知一个可自发进行的氧化还原反应,首先将其拆分为氧化反应和还原反应，氧化反应在负极发生，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)；还原反应在正极发生，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
(2)实例:以Fe+CuSO4====Cu+FeSO4为例
任务驱动:
日常生活中常用的锌锰干电池的结构如图,你能判断出它的正负极并指出其工作时电子的流向吗
任务二　化学电池
负极：锌粉
正极：二氧化锰
电解质：氢氧化钾
【自主探索】
若该电池的总反应式为Zn+2MnO2+2H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,
则其正极反应式是什么
提示:分析负极变化得负极反应式为：
Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
则总反应方程式减去负极反应式既得正极反应式： MnO2+H2O+e-====MnOOH+OH-。
总反应方程式==正极反应式+负极反应式
1.干电池
最早使用的化学电池是锌锰电池,它是一种一次性电池,放完电后不能再使用。
2.充电电池
充电电池又称_____电池,它在放电时所进行的氧化还原反应,
在充电时可以_____进行,使电池恢复到放电前的状态。
常见的充电电池主要有:___________、_________、___________。
二次
逆向
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
PbO2+Pb+2H2SO4====2PbSO4+2H2O
负极：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4
正极：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+
= PbSO4 + 2H2O
电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节一号电池烂在地里，能使１万平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。
废旧电池的回收利用
3.发展中的燃料电池
氢氧燃料电池(如图所示)
因电解质溶液为酸性解质，
电池总反应式:
2H2+O2====2H2O
负极:2H2-4e-====4H+
正极:O2+4H++4e-====2H2O　
当电解质溶液为KOH溶液时:
负极:2H2-4e-+4OH-====4H2O　
正极:O2+2H2O+4e-====4OH-　
电极反应式的书写注意事项：
1.正极反应式+负极反应式==总反应方程式。
2.燃料电池的总反应方程式一般为燃料的燃烧方程式。
3.要充分考虑电解质溶液的酸碱性，环境不同，反应亦不同。
课堂小结
一. 原电池
工作原理
构成要素
概念
电解质溶液
两电极
自发的氧化还原反应
闭合回路
二.常见的化学电源
一次电池
二次电池
燃料电池
【探究特训】
1.下列装置能形成原电池的是 (　　)
A.①②③⑦　　　　 B.①②⑤⑥
C.①②③④ D.①②③⑥⑦
A
2.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是 (　　)
A.锌片作正极
B.碳棒上有气泡产生
C.可将电能转化为化学能
D.电子由碳棒经滤纸流向锌片
B
3.下列关于化学电池的说法不正确的是 (　　)
A.一次电池内部的氧化还原反应无法逆向进行, 如锌锰干电池
B.铅酸蓄电池属于二次电池,充电时化学能转化为电能
C.充电电池放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可逆向进行
D.锂离子电池和燃料电池都是高效、安全、环保的新型化学电池
B
4.某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3====ZnCl2+2FeCl2,设计了如图所示的原电池装置,下列说法正确的是 (　　)
A.Zn为负极,发生还原反应
B.b电极反应式为2Fe3++2e-====2Fe2+
C.电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D.电池的正极材料可以选用石墨、铂电极,也可以用铜电极
D

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