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(共57张PPT)
2.2 化学反应与能量转化（2）
高二年级 化学
化学电池
2H2 + O2
点燃
2H2O
放热反应
资料
初识氢氧燃料电池
【问题一】简易氢氧燃料电池如何将化学能转化成电能？
导体中的电荷沿着一定的方向移动，导体中就有了电流。
0 +1
2H2 + O2
2H2O
氧化反应
电子从何而来？
0 +1
2H2 + O2
2H2O
0 -2
氧化反应
还原反应
电子从何而来？
电子从何而来？
0 +1
2H2 + O2
2H2O
4e-
0 -2
H2与O2发生氧化还原反应，
伴随电子转移。
氧化反应
还原反应
电子转移无序
氧化反应
还原反应
0 +1
2H2 + O2
2H2O
4e-
0 -2
电子从何而来？
H2与O2发生氧化还原反应，
伴随电子转移。
电子如何发生定向移动？
0 +1
2H2 + O2
2H2O
4e-
0 -2
氧化反应
还原反应
电子如何发生定向移动？
氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行。
e-
氧化反应
还原反应
0 +1
2H2 + O2
2H2O
4e-
0 -2
原电池
原电池：是一种利用氧化还原反应
将化学能直接转化成电能
的装置。
e-
氧化反应
还原反应
原电池
原电池：是一种利用氧化还原反应
将化学能直接转化成电能
的装置。
负极
正极
e-
氧化反应
还原反应
电路中有持续电流应该
满足什么条件？
有电源提供电势差
形成闭合回路
原电池
负极
正极
e-
如何形成电势差？
有得失电子能力不同的物质—— 氢气和氧气
原电池
有两个石墨电极为氢气和氧气提供了得失电子的场所。
负极
正极
e-
如何形成电势差？
原电池
负极
氢气
石墨电极
正极
氧气
石墨电极
负极反应物
负极材料
正极反应物
正极材料
负极
正极
e-
如何形成闭合回路？
原电池
负极
正极
e-
如何形成闭合回路？
原电池
负极
正极
e-
氢气分子中的氢原子失去电子
电子沿导线从负极到正极
氧气分子中的氧原子得到电子
导线——电子导体
原电池
如何形成闭合回路？
电子能穿过电解质溶液从正极回到负极吗？
不能
负极
正极
e-
导线——电子导体
原电池
如何形成闭合回路？
稀硫酸——离子导体
负极
正极
e-
【小结】原电池的基本工作原理及构成要素
氧化还原反应
形成电势差
电极反应物
电极材料
形成闭合回路
离子导体
电子导体
电解质溶液
得失电子能力不同的物质
提供得失电子场所
金属导线
2H2 + O2
2H2O
设计一个简单的原电池
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、
烧杯、导线、电流表、开关。
Zn + 2H+ Zn2+ +
H2
实验目的：利用所给用品设计装置并进行实验，将下列反
应所释放的能量转化为电能。
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
还原性
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
还原性
氧化性
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
还原性
氧化性
【问题二】设计原电池的基本思路是什么？
还原性
氧化性
电子导体
离子导体
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、导线。
【问题三】画出装置示意图，并填写表格，说明设计思路及依据。
学生设计的原电池装置示意图
乙同学设计的装置示意图
甲同学设计的装置示意图
锌片靠在石墨棒表面
乙同学设计的装置示意图
甲同学设计的装置示意图
锌片靠在石墨棒表面
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
锌片
锌片
负极反应物又是负极材料
Zn + 2H+ Zn2+ +
H2
失去2e-
得到2e-
稀硫酸
稀盐酸
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
铜片
石墨棒
正极材料最好选择不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体。
提供自由移动的离子
能传导电子
稀硫酸
稀盐酸
导线
稀硫酸、稀盐酸既是正极反应物又是离子导体
Zn+2H+ Zn2+ +
H2
失去2e-
得到2e-
锌片
锌片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
导线
否
否
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、导线。
【问题四】哪些物质可以替换为其他物质同样能产生电流？
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
提供自由移动的离子
能传导电子
氧化还原反应中的还原剂
Zn+2H+ Zn2+ +
H2
得到2e-
锌片
锌片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
导线
否
否
稀盐酸
稀盐酸
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、导线。
【问题四】哪些物质可以替换为其他物质同样能产生电流？
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
提供自由移动的离子
能传导电子
能电离产生H+的物质
失去2e-
Zn+2H+ Zn2+ +
H2
得到2e-
锌片
锌片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
导线
否
否
稀盐酸
石墨棒
稀盐酸
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、导线。
【问题四】哪些物质可以替换为其他物质同样能产生电流？
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
提供自由移动的离子
能传导电子
失去2e-
Zn+2H+ Zn2+ +
H2
得到2e-
锌片
锌片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
导线
否
否
稀盐酸
石墨棒
否
稀盐酸
实验用品：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、稀盐酸、导线。
【问题四】哪些物质可以替换为其他物质同样能产生电流？
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
提供自由移动的离子
能传导电子
失去2e-
Zn + 2H+ Zn2+ +
H2
【思考】分析锌—稀硫酸—铜原电池的工作原理
资料
负极反应
（氧化反应）
Zn–2e- Zn2+
正极反应
（还原反应）
2H+ + 2e-
H2
Zn + 2H+ Zn2+ +
H2
腐蚀变薄
产生气泡
负极
正极
负极反应
（氧化反应）
Zn–2e- Zn2+
正极反应
（还原反应）
2H+ + 2e-
H2
Zn + 2H+ Zn2+ +
H2
腐蚀变薄
产生气泡
负极
正极
e-
SO2-
4
H+
认识锌锰干电池
【问题五】分析锌锰干电池各组成部分功能是什么？
锌筒：负极反应物、负极材料
二氧化锰：正极反应物
碳棒：正极材料
氯化铵、氯化锌：离子导体
应用实践
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
确定
负极
负极反应物
负极材料
还原剂
能导电的固体
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
确定
正极
正极反应物
正极材料
氧化剂
能导电的固体
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
闭合
回路
离子导体
电子导体
提供自由移动的离子
金属导线
√
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
×
电解质溶液中没有Cu2+
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
×
负极反应物不是Zn
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
×
负极反应物是Mg
Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
应用实践
失去2e-
某原电池的总反应是 ，该原电池的正确组成是（ ）
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
得到2e-
A
应用实践
在如图所示的装置中，一段时间后，右侧电极质量会增加。请分析产生这一现象的原因。
应用实践
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
失去2e-
得到2e-
Fe:负极反应物和负极材料
CuSO4:正极反应物和离子导体
Ag:正极材料 导线：电子导体
在如图所示的装置中，一段时间后，右侧电极质量会增加。请分析产生这一现象的原因。
应用实践
此电池右侧电极为正极，溶液中铜离子在银电极上得到电子，生成的铜附着在银电极上，使右侧电极的质量增加。
答案：
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
失去2e-
得到2e-
Cu2+ + 2e- Cu
正极反应：
课堂小结
谢谢观看
Thank you

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