專題二化學反應與能量轉化第三單元你知道嗎??化學能化學能轉化為電能探究實驗一：實驗現象結論實驗1實驗2實驗3

實驗4①鋅片表面有氣泡②銅片表面無氣泡同上銅片表面有氣泡電流計指針偏轉Zn+2H+=Zn2++H2↑Cu不與稀H2SO4反應同上外電路有電流形成?一、原電池問題探究：你了解原電池的正負極和工作原理嗎?1、定義:把化學能轉變為電能的裝置。Zn2+e-e-H+H+H+H+H+H+銅片鋅片SO2-4SO2-4SO2-4H+H+銅片鋅片Zn2+e-e-H+H+HHH2銅片鋅片Zn2+e-e-H+H+H+H+H+H+銅片鋅片SO2-4SO2-4SO2-4Zn2+e-e-H+H+H+H+H+H+銅片鋅片SO2-4SO2-4SO2-4H2電解質溶液失e-，沿導線傳遞，有電流產生陽離子負極正極

陽離子2、原電池工作原理：電極材料原電池的電極電極反應反應類型Zn片Cu片電池總反應氧化反應Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負極正極Zn+2H+＝Zn2++H2↑鋅銅原電池工作原理還原反應氧化還原反應探究實驗二：探究原電池形成的條件序號材料組合原電池能否構成正極負極1Zn、H2SO4、C2Zn、H2SO4、Zn3Zn、H2SO4、塑料棒4Fe、H2SO4、Cu5Zn、乙醇、Cu√××√×CZnCuFeZn2+e-e-H+H+H+H+H+H+銅片鋅片SO2-4SO2-4SO2-4H23、原電池的構成條件通常情況下：①兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導體）構成電極；②電解質溶液；③電極用導線相連構成閉合回路；

④要有能自發進行的氧化還原反應：試一試1、判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應：正極：負極：總反應：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++Cu2、X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為()AX>Y>ZBX>Z>YCY>X>ZDY>Z>XC3、下列方程式能設計成原電池嗎?若能，判斷原電池的正負極。

⑴Fe+Cu2+=Fe2++Cu⑵2NaOH+H2S04=Na2SO4+2H2OCuZn稀硫酸---Zn2+H+H+等效電路 原電池的正負極判斷本節要點:1，原電池概念。2，構成原電池的條件。3，原電池的正負極和電子流向判斷。4，原電池的工作原理。小結她的病因是什么？

*格林太太,漂亮、開朗、樂觀，身體健康，臉上有著“永恒的微笑”。只是她在開懷大笑的時候，人們才可以發現她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的—這是格林太太富有的標志；另一顆是不銹鋼做的—這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不解的是，打從車禍以后，格林太太經常頭痛，夜間失眠，心情煩躁……能為她開一個處方嗎？二、原電池原理的應用：1、研制分析化學電源；2、促進某些氧化還原反應的進行，加快反應速率3、尋找鋼鐵防腐蝕的方法4、原電池的設計……閱讀教材41頁資料卡分析鋼鐵電化學腐蝕的原因，探討防止鋼鐵的方法及原理。5、判斷金屬的活潑性鋼鐵的吸氧腐蝕原理：在潮濕空氣中鋼鐵表面形成無數微小的原電池。負極：(Fe)2Fe-4e—=2Fe2+正極：(C)2H2O+O2+4e—=4OH—Fe2++2OH—=Fe(OH)24Fe(OH)2

+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCGNaCl鋼鐵的防腐蝕：（1）覆蓋保護層；（2）改變金屬內部結構；（3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；（4）鋼鐵連接電源負極。電化學腐蝕：

不純的金屬跟電解質溶液接觸，發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫電化學腐蝕。鋼鐵的腐蝕——電化學腐蝕原電池的設計（1）請結合組成原電池的條件，將氧化還原反應：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設計成一個原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負極

。3、電極反應式：負極:.正極:.硫酸銅溶液

銅鐵Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝Cu原電池的設計（2）將氧化還原反應：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2設計成一個原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負極

。3、電極反應式：負極:.正極:.氯化鐵溶液碳銅Cu-2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+有下列材料:Al條,Cu條,電線,水果(西紅柿),電流計等,請設計能使電流計轉動的裝置.1、如何在一個地處僻遠的小島上設置一座燈塔？（從能量角度考慮）思考討論負極：較活潑的金屬（如鋁等金屬）正極：較不活潑的金屬或石墨等電解質溶液：海水（NaCl、MgCl2等）化學電源發明電池的故事伏特是意大利帕維亞大學的研究電學的物理學家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學家的一篇論文，說動物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來。看了這篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個實驗。他用許多只活青蛙反復實驗，終于發現，實際情況并不像加伐尼所說的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發現是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。發明電池的故事一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導線把它們連接起來，剎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當助手將金屬導線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來，就能大有作用。伏特經過反復實驗，終于發明了被后人稱做“伏特電堆”的電池，這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著為了紀念他的貢獻，人們把電壓的計量單位叫做伏特，簡稱伏，符號V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。

化學電源（1）一次電池（如干電池）:用過后不能復原（2）二次電池（如蓄電池）:充電后能繼續使用（3）燃料電池（4）海水電池

負極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O干電池——Zn-Mn普通干電池（1）一次電池銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計算機。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液。發生反應后生成Ag和ZnO,其電極反應式為：

負極：Zn+2OH--2e-

=

ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅紐扣電池總反應式為：Zn+

Ag2O=

ZnO+2Ag（2）二次電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料（2）電解質溶液（3）電極反應式：正極：PbO2

負極：PbH2SO4溶液負極（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O總反應：

把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器”優點：效率高、無污染，裝置可持續使用

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池

（3）新型燃料電池演示探究教材42頁燃料電池負極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

總反應：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應怎樣書寫燃料電池的電極反應式和總反應式？

書寫步驟：（1）寫出燃燒反應，根據電解液改寫燃料電池總反應；（2）寫出正極的電極反應式(一般較簡單);（3）由燃料電池總反應減去正極的電極反應式得負極的電極反應式。正極反應一般為

①酸性介質

②堿性介質O2+4H++4e－=2H2OO2+2H2O+4e－=4OH-CH4、O2、KOH組成的燃料電池1.燃燒總化學反應：

CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料電池總反應：

3.正極：4.負極：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－=8