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高中化学第二单元 化学能与电能的转化公开课课件ppt
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这是一份高中化学第二单元 化学能与电能的转化公开课课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了化学能与电能的转化，主要内容，主要特点，学习方法，两极一液一连线，习题探究，作业布置等内容，欢迎下载使用。
①原电池的工作原理②化学电源③电解原理④电解原理的运用
电化学的反应与氧化还原反应有关
理解原电池和电解池的工作原理
1.2.1 原电池的工作原理
1.分析原电池的构成及工作原理2.能设计简单原电池3.学会判断原电池的正负极4.学会书写电极反应式
回忆以前学过的铜锌原电池装置，写出它的电极反应式和总反应式？
①具有活泼性不同的两个电极②具有电解质溶液③两电极之间能形成闭合回路④装置能自发进行氧化还原反应
将化学能转化为 的装置。
知识点一 · 原电池的概念及构成（理解为主）
2.原电池的构成条件：
利用能 的 反应，
（直接相连或导线相连）
锌片:
电子，发生 反应
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
电子，发生 反应
知识点二 · 原电池的工作原理（学会分析，应用）
·原电池中的三个方向：
电子不下水，离子不上岸
1.判断下列原电池的负极材料是什么？
要点一 · 原电池正负极的判断
要点二 · 原电池中电极反应式的书写
(1)确定正负极和在正负极上反应的物质
(4) 注意酸性介质或碱性介质
失去电子，发生氧化反应
(2)确定得失电子的数目与生成微粒
(3)完全电离的物质以离子形式表示
(5)写总方程式时注意电子得失守恒
即: 负极与电解质溶液反应
得到电子，发生还原反应
1.写出铜锌-硫酸铜溶液原电池的电极反应和总反应以及反应现象
CuSO4 (aq)
负极： ；正极： ；总反应式： 。
Cu2++2e-=Cu
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
反应现象:负极锌片溶解，正极铜片有红色固体析出
在电池工作的过程中，由于锌片与CuSO4溶液直接接触，很难避免锌片与CuSO4溶液直接反应，生成的铜会附着在锌片上，构成新的原电池，影响能量转化效率。
这种在原电池内部构成新的原电池的现象叫做极化现象。
盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子能在盐桥中移动
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
Zn丨ZnSO4半电池
Cu丨CuSO4半电池
①使两个半电池形成通路，构成闭合回路②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性。③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。
注意：若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路。
原电池工作原理进阶模型
电化学的基本要素：电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素
知识点三 · 原电池原理的应用
1．比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应速度
实验室用Zn与稀硫酸反应制H2时 a.用粗Zn代替纯Zn b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液
原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
实验室制氢气，用纯锌还是粗锌（含碳）好？
要点三 · 设计原电池
（课本P17）根据离子反应Cu2+＋Fe=Cu＋Fe2＋设计一个原电池，并与同学讨论解决下列问题。请在下面的方框中画出原电池构造示意图，并指出正、负极。写出该原电池的电极反应式。负极：正极：
3.如何设计成双液原电池的模式呢？
①两个半反应容器里的电解液选择与电极材料相同的阳离子；②保证每个半反应中的电极与电解液不发生反应。
题型一 · 含盐桥原电池的工作原理
1．实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是( )。
A．该原电池的正极反应：Zn-2e-=Zn2+B．左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡生成D．该电池总反应：3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
书写步骤：①在总反应式画双线桥——判断正负极；②写出好写的一级电极反应式；③用总反应减去电极反应式得到另一个电极反应式；④检查电荷守恒，质子守恒，物料守恒
题型二 · 原电池中电极反应式的书写
题型三 · 原电池工作原理的运用（膜电池）
3．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是( )
A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 ml离子
题型四 · 设计原电池
4．某一同学根据离子反应方程式 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是
A．电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3 溶液B．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2 溶液C．电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液D．电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液
1.《导与练》P13-16 2.画《导与练》P13页盐桥工作原理完整表格在作业本上（周一第五节课前上交）
①原电池的工作原理②化学电源③电解原理④电解原理的运用
电化学的反应与氧化还原反应有关
理解原电池和电解池的工作原理
1.2.1 原电池的工作原理
1.分析原电池的构成及工作原理2.能设计简单原电池3.学会判断原电池的正负极4.学会书写电极反应式
回忆以前学过的铜锌原电池装置，写出它的电极反应式和总反应式？
①具有活泼性不同的两个电极②具有电解质溶液③两电极之间能形成闭合回路④装置能自发进行氧化还原反应
将化学能转化为 的装置。
知识点一 · 原电池的概念及构成（理解为主）
2.原电池的构成条件：
利用能 的 反应，
（直接相连或导线相连）
锌片:
电子，发生 反应
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
电子，发生 反应
知识点二 · 原电池的工作原理（学会分析，应用）
·原电池中的三个方向：
电子不下水，离子不上岸
1.判断下列原电池的负极材料是什么？
要点一 · 原电池正负极的判断
要点二 · 原电池中电极反应式的书写
(1)确定正负极和在正负极上反应的物质
(4) 注意酸性介质或碱性介质
失去电子，发生氧化反应
(2)确定得失电子的数目与生成微粒
(3)完全电离的物质以离子形式表示
(5)写总方程式时注意电子得失守恒
即: 负极与电解质溶液反应
得到电子，发生还原反应
1.写出铜锌-硫酸铜溶液原电池的电极反应和总反应以及反应现象
CuSO4 (aq)
负极： ；正极： ；总反应式： 。
Cu2++2e-=Cu
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
反应现象:负极锌片溶解，正极铜片有红色固体析出
在电池工作的过程中，由于锌片与CuSO4溶液直接接触，很难避免锌片与CuSO4溶液直接反应，生成的铜会附着在锌片上，构成新的原电池，影响能量转化效率。
这种在原电池内部构成新的原电池的现象叫做极化现象。
盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子能在盐桥中移动
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
Zn丨ZnSO4半电池
Cu丨CuSO4半电池
①使两个半电池形成通路，构成闭合回路②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性。③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。
注意：若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路。
原电池工作原理进阶模型
电化学的基本要素：电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素
知识点三 · 原电池原理的应用
1．比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应速度
实验室用Zn与稀硫酸反应制H2时 a.用粗Zn代替纯Zn b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液
原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
实验室制氢气，用纯锌还是粗锌（含碳）好？
要点三 · 设计原电池
（课本P17）根据离子反应Cu2+＋Fe=Cu＋Fe2＋设计一个原电池，并与同学讨论解决下列问题。请在下面的方框中画出原电池构造示意图，并指出正、负极。写出该原电池的电极反应式。负极：正极：
3.如何设计成双液原电池的模式呢？
①两个半反应容器里的电解液选择与电极材料相同的阳离子；②保证每个半反应中的电极与电解液不发生反应。
题型一 · 含盐桥原电池的工作原理
1．实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是( )。
A．该原电池的正极反应：Zn-2e-=Zn2+B．左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡生成D．该电池总反应：3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
书写步骤：①在总反应式画双线桥——判断正负极；②写出好写的一级电极反应式；③用总反应减去电极反应式得到另一个电极反应式；④检查电荷守恒，质子守恒，物料守恒
题型二 · 原电池中电极反应式的书写
题型三 · 原电池工作原理的运用（膜电池）
3．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是( )
A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 ml离子
题型四 · 设计原电池
4．某一同学根据离子反应方程式 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是
A．电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3 溶液B．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2 溶液C．电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液D．电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液
1.《导与练》P13-16 2.画《导与练》P13页盐桥工作原理完整表格在作业本上（周一第五节课前上交）
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