专题专题2 2 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第三单元第三单元 化学能与电能的转化学能与电能的转化化一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能活动与探究活动与探究现象：现象：锌片上有气泡冒出，铜片上无明显现象锌片上有气泡冒出，铜片上无明显现象结论：结论：锌与硫酸反应生成锌与硫酸反应生成H2在锌片上析出在锌片上析出现象：现象：锌片逐渐溶解有气泡冒出，铜片上无明锌片逐渐溶解有气泡冒出，铜片上无明显现象。显现象。实验实验2:2:把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象。硫酸的烧杯里，观察现象。结论：锌与硫酸反应生成结论：锌与硫酸反应生成H2在锌片上析出在锌片上析出实验实验1 1：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象硫酸的烧杯中，观察实验现象活动与探究活动与探究实验实验3 3：用导线把实验用导线把实验2 2中的铜片和锌片连接起中的铜片和锌片连接起来，观察现象来，观察现象现象：现象： 锌片逐渐溶解，铜片上有气泡出现锌片逐渐溶解，铜片上有气泡出现结论：结论： H+在铜片上得到电子，生成在铜片上得到电子，生成H2实验实验4 4：在导线中间连接一个灵敏电流计，观：在导线中间连接一个灵敏电流计，观 察现象察现象现象：现象：灵敏电流计指针发生偏转灵敏电流计指针发生偏转闭合回路中有电流闭合回路中有电流结论：结论：活动与探究活动与探究1 1、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片上为什么有气泡产生片上为什么有气泡产生? ?2 2、锌片的质量有无变化、锌片的质量有无变化? ?溶液中溶液中c c( (H+) )如何变化如何变化? ?3 3、写出锌片和铜片上变化的离子方程式、写出锌片和铜片上变化的离子方程式4 4、电流回路是如何形成的？、电流回路是如何形成的？5 5、从能量变化的角度分析这是什么装置、从能量变化的角度分析这是什么装置? ?一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能问题思考问题思考一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能氧化反应氧化反应Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+ 铜锌铜锌原电池原电池电解质溶液电解质溶液失失e e- - ，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极ZnZn正极正极CuCu2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2ZnZn2e2e- -=Zn=Zn2+2+Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2（离子方程式）（离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）原电池：将化学能直接转变成电能的装置原电池：将化学能直接转变成电能的装置（外电路）（外电路）（内电路）（内电路）一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1 1 、原电池：、原电池： 把把化学能化学能 转变为转变为电能电能 的装置的装置 怎样才能组成原电池呢？怎样才能组成原电池呢？一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能通过合适的装置让电子作定向流动，形成通过合适的装置让电子作定向流动，形成电流，构成原电池。电流，构成原电池。2 2 、原电池的形成条件：、原电池的形成条件： 以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 (氧化还原反应氧化还原反应 ） 化学能化学能（电子转移）（电子转移） 电能电能（电子的定向流动）（电子的定向流动） 如何利用一个氧化还原反应组成原电池？如何利用一个氧化还原反应组成原电池？一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能2 2 、原电池的形成条件：、原电池的形成条件： 以一个氧化还原反应为基础，还以一个氧化还原反应为基础，还需要的条件：需要的条件： 如果将铜也换成锌能形如果将铜也换成锌能形成原电池吗？如果将锌换成铜成原电池吗？如果将锌换成铜能形成原电池吗？能形成原电池吗？ （1 1）两种两种活泼性活泼性相对不同的金属相对不同的金属作电极。（相对活泼金属作负极，相对作电极。（相对活泼金属作负极，相对不活泼金属不活泼金属 也可以是碳棒也可以是碳棒 作正极。）作正极。）一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或石墨等正极：较不活泼的金属或石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件？探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件能形成能形成原电池吗？原电池吗？2 2 、原电池的形成条件：、原电池的形成条件： 以一个氧化还原反应为基础，还需要的条件：以一个氧化还原反应为基础，还需要的条件：（2 2）电极需插进电解质溶液中）电极需插进电解质溶液中 （1 1）两种两种活泼性活泼性相对不同的金属作电相对不同的金属作电极。（活泼金属作负极，不活泼金属极。（活泼金属作负极，不活泼金属 也可以也可以是碳棒是碳棒 作正极。作正极。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件2 2 、原电池的形成条件：、原电池的形成条件： （2 2）电极需插进电解质溶液中。）电极需插进电解质溶液中。（1 1）两种两种活泼性活泼性相对不同的金属作电极。相对不同的金属作电极。（活泼金属作负极，不活泼金属（活泼金属作负极，不活泼金属 也可以是碳也可以是碳棒棒 作正极）作正极）以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础（3 3）必须形成闭合回路。）必须形成闭合回路。（4 4）有自发的氧化还原反应。）有自发的氧化还原反应。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能2 2 、原电池的形成条件：、原电池的形成条件： 是原电池吗？ ZnX一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能稀硫酸ZnCu稀硫酸Zn稀硫酸ZnZn请同学们判断，下列哪组装置能构成原电池请同学们判断，下列哪组装置能构成原电池（A）（B）（C）稀硫酸稀硫酸CuZn（D）负极负极（）（）： 电电 子子电电 流流一般是相对一般是相对不活泼金属或导电非金属不活泼金属或导电非金属，正极正极（）：一般是相对一般是相对活泼金属活泼金属，本身本身失去电子失去电子，发生发生氧化反应氧化反应，本身一般不反应，本身一般不反应，是溶液中的是溶液中的氧化剂得电子氧化剂得电子发生发生还原反应还原反应。金属活动性顺序表的应用：金属活动性顺序表的应用：注意：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活泼性、还原性依次减弱。活泼性、还原性依次减弱。通过外电通过外电路路3 3 、原电池的两极判断：、原电池的两极判断： 本身本身腐蚀溶解腐蚀溶解。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能电子流出电子流出。电子流入电子流入。设计一个反应原理为设计一个反应原理为:Fe+Cu2+=Fe2+Cu的原电池的原电池 CuCl2 FeCu或或C CuCl2 FeZn行吗?X练习练习一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能4 4 、钢铁的电化学腐蚀：、钢铁的电化学腐蚀： 我们知道，钢铁在干燥的空气中长时间我们知道，钢铁在干燥的空气中长时间不易腐蚀，但在潮湿的空气里很快就会腐蚀，不易腐蚀，但在潮湿的空气里很快就会腐蚀，这是什么原因呢？这是什么原因呢？原因：原因： 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做氧化，这种腐蚀叫做电化腐蚀电化腐蚀。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀活泼金属活泼金属（负极）（负极）不活泼金属不活泼金属（正极）（正极）电解质电解质溶液溶液导线导线氧化剂氧化剂具备了具备了发生原电池反应发生原电池反应的条件的条件4 4 、钢铁的电化学腐蚀：、钢铁的电化学腐蚀： 吸氧腐蚀吸氧腐蚀钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图 在一般情况下，如果水膜里的酸性很弱或呈在一般情况下，如果水膜里的酸性很弱或呈中性，在负极上是铁失去电子被氧化为中性，在负极上是铁失去电子被氧化为Fe2+，而在，而在正极上主要是溶于水里的正极上主要是溶于水里的O2得电子而被还原。得电子而被还原。负极（负极（Fe）：）：2Fe4e=2Fe2+ 正极（正极（C）：）： 2H2O + +O2+ 4e=4OH这种腐蚀通常叫这种腐蚀通常叫吸氧腐蚀吸氧腐蚀 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能4 4 、钢铁的电化学腐蚀：、钢铁的电化学腐蚀： 一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能电极电极电极材料电极材料反应类型反应类型电子流动方向电子流动方向负极负极活泼性较强的金属活泼性较强的金属氧化反应氧化反应负极向外电路提供电子负极向外电路提供电子正极正极活泼性较弱的金属活泼性较弱的金属（或导电非金属）（或导电非金属）还原反应还原反应电子从外电路流到正极电子从外电路流到正极小结：1、把、把化学能化学能 转变为转变为电能电能 的装置的装置叫原电池。叫原电池。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能小结：有两种活动性不同的金属（或导电非金属）作电极有两种活动性不同的金属（或导电非金属）作电极电极材料均插入电解质溶液中电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路有自发的氧化还原反应有自发的氧化还原反应2、组成原电池的条件3、原电池的原理：较活泼的金属（较活泼的金属（负极负极）发生氧化反应，）发生氧化反应，电子电子从较活泼的金属（从较活泼的金属（负极负极）经外电路经外电路流向流向较不活泼的金属（较不活泼的金属（正极正极），），正极上发生还原反应。正极上发生还原反应。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全