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基础课时9化学反应与电能

学习目标1.通过实验探究,认识化学能可以转化为电能。从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。

2.通过对原电池的学习,体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能列举化学能转化为电能的实例,能辨识简单原电池的构成要素。

一、原电池构成条件及工作原理

(一)知识梳理

1.火力发电——化学能间接转化为电能

(1)能量转换原理及过程

化学能热能机械能电能

(2)化学能转化为电能的关键:燃烧(反应)。?

(3)能量转化特点

能量利用率低、污染严重。

2.原电池——化学能直接转化为电能

(1)实验探究

实验装置

实验现象

实验结论

锌片:逐渐,有产生?

铜片:?

锌与稀硫酸反应生成,铜与稀硫酸?

锌片:?

铜片:?

电流表:指针发生?

锌电子,变为,电子经过导线流向,产生电流,在铜片上电子生成,反应过程中产生了?

(2)原电池的工作原理(以铜锌稀硫酸原电池为例)

①图示

②原电池含义:将转化为的装置,本质是发生反应。?

③原电池工作时电子、离子的移动方向

a.电子的移动方向:从极流出,经导线流向极。?

b.离子的移动方向:阳离子向极移动,阴离子向极移动。?

(3)原电池的构成条件

①反应:能自发进行的、放热的氧化还原反应;

②电极:具有的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);?

③溶液:两电极均插入溶液中;?

④导线:两电极用导线相连,形成闭合回路。

(二)互动探究

某化学活动小组用一个柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作的水果电池如图,该电池可以使LED灯发光。

【问题讨论】

问题1该电池的电池反应是什么?写出离子方程式。

?

?

问题2若用铁片代替锌片LED灯能不能亮?若用铁片代替铜片呢?若用银片代替锌片呢?

?

?

问题3根据上面分析可知构成原电池的条件有哪些?

?

?

?

问题4上述原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什么?

?

?

?

【探究归纳】

1.原电池的工作原理

(1)电子的移动方向:从负极流出,经导线流向正极,电流的流动方向与之相反(电子只能在导线中定向移动)。

(2)离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动(离子只能在电解质溶液或熔融电解质中定向移动)。电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

2.原电池正负极的判断方法

1.下列装置能构成原电池的是()

2.下列关于原电池的叙述正确的是()

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置

②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应

③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池

④碳棒不能用来作原电池的正极

⑤反应Cu+2Ag+===Cu2++2Ag可以自发进行

A.①③⑤ B.①④⑤

C.②③④ D.②⑤

3.下列各组材料组成如图装置,电流表指针能发生偏转的是()

选项

A

B

C

D

M

石墨

Zn

Fe

Al

N

Ag

Ag

Cu

Al

P

稀硫酸

蔗糖溶液

FeCl3溶液

NaOH溶液

二、原电池工作原理的应用

原电池原理的应用

(1)比较金属活动性

(2)改变化学反应速率

(3)设计原电池

示例:把Fe+2Fe3+===3Fe2+设计成原电池。

①将已知氧化还原反应拆分成两个半反应:

氧化反应:Fe-2e-===Fe2+

还原反应:2Fe3++2e-===2Fe2+

②根据总反应式并结合两个半反应,找出正、负极材料及电解质溶液。可用Fe作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液。

③电极材料的选择:选活泼性较强的金属作负极,活泼性较弱的金属或能导电的