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高一化学必修二第二章第二节化学能与电能


钢铁的电化学腐蚀方程式:吸氧,析氢 • 析氢腐蚀: 条件:水膜酸性较强 负极:Fe-2e -=Fe2+ 正极:2H+ +2e -=H2↑ 析氧腐蚀: 条件:水膜酸性较弱或呈中性 负极:Fe-2e- =Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e-=4OH• Fe2++2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 △ • 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
燃烧
化学能
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
火力发电的原理分析。
化学能
燃烧
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便.
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时, 电解质溶液的 PH( C )
A.不 B先变大后变小 D.逐渐变小 C逐渐变大
5.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是(
A 正极 负极 电解质溶液 Zn Cu CuCl2 B Cu Zn
C)
C Cu Zn D Fe Zn
*************************************************************************************
Cu
HCl

A
试着说说原电池的构成有什么条件?
C
Cu
Cu

Cu
Zn

HCl
A
酒精
A
Zn
Cu
Zn

H2SO4
A
Zn Zn

A

H2SO4
5.电荷流向电流流向:
外电路:电子由负极流向正极, 负极 电流由正极流向负极 内电路:阴离子移向负极,阳离 子移向正极,电流由负 极流向正极
e-
正极
6.原电池形成条件: 两极一液一连线 ① 两种活泼性不同的金属(或其中一种 为能导电的非金属,如“碳棒”)作电极。 其中较活泼金属为负极。较不活泼金 属(或非金属)为正极(正极一般不参与 电极反应,只起导电作用)。 ② 电解质溶液 ③ 形成闭合电路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
(2)、根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
(3)、根据电子或电流流动方向(外电路):
e
e
电子从负极流出 沿导线 流入正极 电流从正极流出 沿导线 流入负极 (4)、根据离子的定向移动(内电路)
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
(5)、根据离子方程式判断
C. c > a > b > d
B .a > c > d > b
D .b > d > c > a
请你当医生

可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到 头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了 脑汁,格林太太的病情仍未见好转…… 一位年轻的化学家来看望格林太太时,为格林太 太揭开了病因!
病例分析
(可以)
(不可以)
形成条件二:电极需插进电解质溶液中;
实验探究形成原电池的条件
(不可以)
形成条件三:必须形成闭合回路
7.如何书写电极反应方程式
负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+ 正极(石墨): 2H++2e - = H2 ↑
总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑ 负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+
Cu片
有气 体产 生

2H+ + 2e-=H2↑ 正极
总的离子反应方程式
Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极出电子,电子回正极
e-
电流表
- 负极
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
正极 +
H2
Zn SO24
Zn2+
H+ H+
Cu
4.原电池化学反应本质: 氧化还原反应 较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活 泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的 金属(正极)
[实验现象]:铜片上有气泡产生,锌片不断溶 解,电流表的指针发生偏转。 [实验结论]:导线中有电流通过
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置 2.前提: 能自发发生氧化还原反应
3.原电池的工作原理
能量转变
将化学能直接转化为 电能
原电池
化学反应 氧化还原反应中电子 转移 (负极失去电子 经过导线定向的流入 正极)
电极材料 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式
电极反应式
发生的反应
原电池的电极
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
负极 正极
2H++2e-=H2↑ 还原反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑
锌铜原电池原理
电极 材料 Zn片 现象 电子 得失 电极反应 原电池 的电极
Zn片 溶解

Zn-2e-= Zn2+ 负极
演示探究
Zn
Cu
实验现象
大量气泡从铜 片逸出,锌片 部分溶解
稀H2SO4
离子方程式 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法
Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.H+得到的电子是Cu失去的吗? 2.在这个过程中Cu起什么作用? 3.你怎样才能知道导线中有电子通过?
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
正极电极反应式+负极电极反应式=总反 应方程式 已知其中两个可以求第三个 金属阳离子放电顺序:
K+﹤Ca2+﹤Na+﹤Mg2+﹤Al3+﹤(水中氢) H+﹤ Zn2+﹤Fe2+﹤Sn2+﹤Pb2+﹤(酸 中氢)H+﹤Cu2+﹤ Fe3+﹤ Hg2+﹤Ag +
特例 镁铝原电池硫酸作电解质的电极反应式是 什么?还有氢氧化钠作电解质又怎么写? 硫酸做电解质: 负极:Mg-2e-=Mg2+ 正极:2H++2e- =H2↑ 总反应:Mg+ 2H+ =Mg2+ + H2↑ NaOH做电解质: 负极:2Al-6e-+8OH- = 2AlO2-+4H2O 正极:6H2O+6e-=3H2 ↑+ 6OH 总反应: 2Al+2OH- +2H2O = 2AlO2- + 3H2 ↑
Fe-Cu
Fe-C
Fe-Ag
FeCl3
Fe(NO3)3
Fe2(SO4)3
根据反应设计原电池,你有哪些可行方案?
( 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ )
负极 正极 电解质溶液
Cu Fe
C
FeCl3
Fe(NO3)3
Ag
Fe2(SO4)3
锌片插入稀硫酸中,被 腐蚀。(化学腐蚀)
哪个更快?
锌片在锌,铜(稀硫酸)原 电池中作为负极,也被腐 原电池的负极 被腐蚀得更快。 蚀。(电化学腐蚀)
分析锌,铁(稀硫酸)原 电池中的电极反应。 你感受到作为正极,铁 被保护了吗?
原电池的金属 正极被保护。
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu
Cu
Zn
Cu
A
H2SO4 A
B
酒精 A
Zn
Cu
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4 H2SO4
2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属 与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( B ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
H2SO4 CuSO4 HCl
4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用 导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为 负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时, c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量 气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱 的为( ) B
A. a > b > c > d
正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu 总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
电极反应方程式的书写方法
负极:较活泼金属(a)
电极反应:a-ne-=an+ (氧化反应)
正极:较不活泼金属或非金属(b)
电极反应: Cm+ + me- = C(还原反应) 要求书写时,正负极得失电子数相等。
*************************************************************************************
Zn
Zn
H2SO4 A
H2SO4
C
H2SO4
A
实验探究
A Zn Cu
① A
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