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鲁科版必修第二册
第2章 第2节 化学反应与能量转化
第2课时
化学反应能量转化的重要应用——化学电池
1.氢能源被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源，氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池的优点是什么？
2.氢氧燃料电池汽车推广使用，面临的主要问题是什么？
3.氢氧燃料电池是如何把化学能转化为电能的呢？
思考
新课导入
一、化学反应能量转化的重要应用——化学电池
形形色色的电池
知识梳理
根据原电池原理制成的电池。
原电池：
利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
化学电池：
原电池的发明历史可追溯到18世纪末期，当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验，当用金属手术刀接触蛙腿时，发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏特认为这是金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间产生的电流刺激造成的。1800年，伏特据此设计出了被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。1836年，丹尼尔发明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。
初识
氢氧
燃料
电池
原电池是由哪些部分组成的？原电池中各部分的作用是什么？
观察·思考
实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：2H2 + O2 === 2H2O。根据观察到的实验现象思考：
1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？
2. 组装电池需要满足哪些基本条件？
氢氧燃料电池工作原理
氢氧燃料电池工作原理
区域1
区域2
还原剂失电子
—极
氧化剂得电子
+极
电子流出
电子流入
离子
导体
e-
导体
导线
电解质溶液
发生氧化反应
发生还原反应
+
-
e-
负极反应物
失电子氧化反应
正极反应物
得电子还原反应
电解质溶液
传导电子
【实验探究】原电池的工作原理
实验药品：锌片，铜片，稀硫酸
实验仪器：烧杯，导线，电极
实验步骤 现象
1．锌片插入稀硫酸
2．铜片插入稀硫酸
3．锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
思考：
1．锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？
2．锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？
3．锌片的质量有无变化？溶液中c（H+）如何变化？
4．锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？
5．电子流动的方向如何？
工作原理分析
(1)分析装置图并填空
(2)原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
负极
氧化反应
Zn－2e－===Zn2+
正极
还原反应
2H++2e－===H2↑
原电池
的构成
2.两个电极
3. 电子导体
1.电极反应物
——导线
——传导电荷的电解质
——导电的固体
——在两极上自发进行氧化还原反应
闭合回路
4. 离子导体
原电池的构成条件
氢氧燃料电池的构造
组装原电池的基本条件
【思考】　如图装置中只有③⑤可以形成原电池，请分析构成原电池的条件是什么？
提示　原电池的构成条件：①活泼性不同的两极。
②电解质溶液作为离子导体。
③形成闭合回路。
交流·研讨
生活中平常使用的 5 号电池或 7 号电池都是锌锰干电池。锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如图所示。
在酸性锌锰干电池中，负极反应物和正极反应物分别是什么？正负极材料分别是什么？离子导体是什么？
负极反应物和负极材料
正极反应物
离子导体
正极材料
发展中的化学电源
干电池
（一次电池）
充电电池
（二次电池）
燃料电池
(1)干电池——一次电池
①特点：放电之后不能充电。
②实例：锌锰干电池。
锌
锌
碳棒
氯化铵、氯化锌
(2)充电电池——二次电池
①特点：放电时所进行的氧化还原反应，充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
②实例：铅蓄电池，锂离子电池。
(3)燃料电池
①特点：燃料的利用率高、能量转换效率高，能长时间提供电能等。
②实例
以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：
负极： 。
正极： 。
总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【思考】　铅蓄电池放电时的总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。请依据原电池工作原理分析电池的组成和工作原理。
提示　电池的组成：负极为铅，正极为二氧化铅。电解质溶液为稀H2SO4。
工作原理：铅在负极失去电子生成PbSO4，二氧化铅在正极得到电子生成PbSO4，导线为电子导体，稀硫酸为离子导体，形成闭合回路。
化学电池
原电池
工作原理
构成
电极
离子导体（电解质溶液）
电子导体（导线）
自发氧化还原反应
课堂小结
鲁科版必修第二册
1. 列说法中正确的是 (　　)
A.原电池是把电能转化为化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应
C.原电池中电流从负极流出,从正极流入
D.原电池中的阳离子向正极移动
当堂检测
D
2. X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的(　　)
编号 X Y Z
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Ag Zn 硝酸银溶液
D
3. 如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是 (　　)
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
C
4. 氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：
(1)通入Cl2(g)的电极是 (填“正”或“负”)极。
(2)投入Al(s)的电极是 (填“正”或“负”)极。
(3)电子从 (填“Al”或“Cl”)极流向 (填“正”或“负”)极。
(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
正
负
正
Al
0.9

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