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1、化学能与电能水电站水电站直接从自然界直接从自然界取得取得的能源称为的能源称为一次能源一次能源火电站火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源二次能源 电能是现代社会电能是现代社会中应用最广泛、使用中应用最广泛、使用最方便、污染最小的最方便、污染最小的一种二次能源，又称一种二次能源，又称为电力。为电力。1、火力发电原理及过程、火力发电原理及过程燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能转化为电能2.火力发电的利弊分析火力发电的利弊分析 思考思考1：火力发电有何利与弊？：火力发电有何利与弊？燃料燃烧转化为电能后，社会
2、中应用最广燃料燃烧转化为电能后，社会中应用最广泛、使用最方便。泛、使用最方便。利弊产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。 思考思考2：假设你是电力工程师，面对这些利弊，：假设你是电力工程师，面对这些利弊，你会如何应对呢？你会如何应对呢？a、改进火力发电、改进火力发电b、研究新的发电方式、研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化学方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环能直接转化为电能。就像电
3、池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。动画 Zn2+ + 负极负极 正极正极 - - Zn Cu电流表电流表SO42-H+H+e-IH2 实验现象实验现象 ：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。电流表的指针发生偏转。 实验结论实验结论 ：导线中有电流通过：导线中有电流通过 解释实验现象解释实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法演示探究实验现象实验现象化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.电子从电子从ZnZn到到H H
4、+ +经历了哪些途径？经历了哪些途径？2.2.你认为这个过程能量是如何转化的？你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，锌表面无气泡，铜表面有气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电流表发生偏转。电子由电子由Zn 导线导线 铜片铜片 H+ 定向移动定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转产生电流，故电流表的指针发生偏转ZnCu定义：能把化学能转变为电能的装置。定义：能把化学能转变为电能的装置。原电池的电极原电池的电极电极电极 电极材料电极材料反应类型反应类型 电子流动方电子流动方向向负极负极 还原性较强还原性较强的金属的金属氧化反应氧化反应 电子流出电子流出（流向正极）（流向正极）的一极的一
5、极正极正极 还原性较弱还原性较弱的金属的金属还原反应还原反应 电子流入电子流入（来自负极）（来自负极）的一极的一极原电池构成原电池的条件构成原电池的条件有两种活动性不同的金属（或非金属单质）有两种活动性不同的金属（或非金属单质） 作电极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 原电池化学反应本质：原电池化学反应本质： 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼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（负极）通过外电路流向较不活泼 的金属（正极的金属（正极）锌片插入稀硫酸中，被锌片插入稀硫酸中，被腐蚀
6、。（化学腐蚀）腐蚀。（化学腐蚀）锌片在锌锌片在锌,铜（稀硫酸）原铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也被腐电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）蚀。（电化学腐蚀）哪个更快？哪个更快？原电池的负极原电池的负极被腐蚀得更快。被腐蚀得更快。分析锌分析锌,铁（稀硫酸）原铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。电池中的电极反应。你感受到作为正极，铁你感受到作为正极，铁被保护了吗？被保护了吗？原电池的金属原电池的金属正极被保护。正极被保护。CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）条件一：有活泼性不同的两种金属或非条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属金属5（可以）（可以
7、）（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；实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：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）6,6,判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向
8、负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。复习回忆 1、简述原电池的工作原理； 氧化还原反应中，还原剂和氧化剂之间通过外电路间接地进行电子转移： 在负极,物质失去电子发生氧化反应； 电子通过导体经外电路由负极传递至正极； 在正极,物质得到电子发生还原反应； 电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 2、简述构成原电池必要条件；(4)(4)能自发进行氧化还原反应能自发进行氧
9、化还原反应知识点回顾知识点回顾1：原电池的构成及工作原理：原电池的构成及工作原理练习练习1在下图的在下图的8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是_。解析解析中无两电极，中两电极的活动性应不同，中无两电极，中两电极的活动性应不同，中无电解质溶液，中不形成闭合回路，只有满足中无电解质溶液，中不形成闭合回路，只有满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是，被误认为无导线相连构不成闭合回路，被误认为，被误认为无导线相连构不成闭合回路，被误认为应插入同一装置中而漏选。应插入同一装置中而漏选。答案答案跟踪练习跟踪练习2下列装置能构成
10、原电池的是下列装置能构成原电池的是()答案答案B知识点回顾知识点回顾2：原电池的设计：原电池的设计练习练习3如图如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶溶液。液。(1)片刻后可观察到的现象是片刻后可观察到的现象是_。A铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状态不变保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是产生上述现象的原因是_。(3)欲使图欲使图中的铁棒逐渐
11、溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是_。D加加CuSO4溶液后，构成溶液后，构成FeAg原电池，原电池，Fe溶解，铁圈减轻，溶解，铁圈减轻，Cu2在银圈上得在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重电子，沉积在银圈上，银圈增重找一种比铁不活泼的金属找一种比铁不活泼的金属(如如Cu)或非金属或非金属(如石墨如石墨)与铁棒与铁棒用导线相连接用导线相连接(或直接接触或直接接触)，插入该溶液中构成原电池，插入该溶液中构成原电池跟踪练习跟踪练习4某同学根据原电池原理设计了某同学根据原电池原理设计了“苹果电苹果电池池”(如图如图)，下列有关说法中正确的是
12、，下列有关说法中正确的是()A将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了B铁片是此铁片是此“苹果电池苹果电池”的正极的正极C苹果里有电解质溶液苹果里有电解质溶液D一段时间后取出一段时间后取出Cu片，其质量减少片，其质量减少答案答案C原电池原理的应用原电池原理的应用加快反应速率：加快反应速率：（形成原电池反应，反应速率加快形成原电池反应，反应速率加快） 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
13、钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀池反应而使钢铁遭到腐蚀例例 X、Y、Z都是金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硝酸盐溶的硝酸盐溶液中，液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原电池时，组成原电池时，Y是电池的负极。是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性三种金属的活动性顺序为顺序为( )C因为因为X置换出置换出Z,所以金属性所以金属性负极的金属较活泼负极的金属较活泼,所以所以判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱一般说来一般说来: 活泼金属作负极活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极较不活泼的金属作正极 请结合组成原
14、电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + CuFe + Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ：负极负极: .正极正极: . 1 1、电解液：、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液酸铜等可溶性铜盐溶液 2 2、电极材料：、电极材料： 负极：铁，负极：铁， 正极：铜、石墨或比正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属铁不活泼的其他金属 Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+
15、 +2e - = Cu 制作化学电源制作化学电源 练习练习 把把A,BA,B两种不同的未知活泼性的金属用导两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中线连接后同时插入稀硫酸中, ,结果发现结果发现A A金属上金属上有气体产生有气体产生, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A. AA. A为正极为正极,A,A较活泼较活泼B. BB. B为负极为负极,B,B较活泼较活泼C. AC. A上发生的是氧化反应上发生的是氧化反应D. AD. A的质量减小的质量减小B二、常见的化学电池二、常见的化学电池1.干电池干电池(一次性电池一次性电池)电极电极: :ZnZn为负极为负极, ,
16、碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉糊和淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，粉末，吸收正极产生的吸收正极产生的H H2 2，防止产生极化现，防止产生极化现象。象。电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):(Zn):ZnZn2e2e- -ZnZn2 2正极正极(C)(C)：2MnO2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- -= Mn= Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O (1)(1)锌锰干电池锌锰干电池 (2)碱性锌锰干电池 随着用电器朝着小型化、多 功能化发展的要求，
17、对电池的发 展也提出了小型化、多功能化发 展的要求。 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。铅蓄电池铅蓄电池: : 电极：电极：PbPb为负极为负极, PbO, PbO2 2为正极为正极. . 电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 电极反应式电极反应式: : 放电时：放电时： 负极负极(Pb) (Pb) ：PbPbSOSO4 42-2-2e2e- -PbSOPbSO4 4 正极正极(PbO(PbO2 2) ) PbOPbO2 24H
18、4HSOSO4 42 22e2e- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O总电池反应总电池反应: :PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O 充电时：充电时： 阴极阴极(Pb)(Pb)： PbSOPbSO4 4 2e2e- - PbPbSOSO4 42-2- 阳极阳极(PbO(PbO2 2) ) PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e- -PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 2总电解反应总电解反应: : 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4通电
19、通电3、锂电池、锂电池4、新型燃料电池、新型燃料电池氢氧氢氧燃料电池燃料电池电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极反应原理反应原理:a.电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液负极负极:正极正极: 总反应：总反应：b.电解质溶液电解质溶液: HCl (盐酸盐酸)负极负极 : 正极正极:总反应：总反应： 2H2+4OH4e-4H2OO22H2O 4e-4OH 2H2O22H2O2H2-4e-=4H+O2+4H+4e- =2H2O2H2O22H2O银锌电池银锌电池ZnZn为负极为负极, Ag, Ag2 2O O为正极为正极 电解液电解液: KOH: KOH溶液溶液电极反应式电极反应式: : 负极负
20、极: :ZnZn2OH2OH2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正极正极: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH总反应式总反应式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：2H2O22H2O银锌电池：银锌电池：ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O 铅蓄电池：铅蓄电池：1）化学电池有三大类型：）化学电池有三大类型： 、 、 . 一次性电池一次性电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 2）特点：）特点：一次电池：不可充
21、电，一次电池：不可充电， 如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）二次电池：可循环利用，二次电池：可循环利用， 放电过程是将放电过程是将 能转化为能转化为 能；能； 充电过程是将充电过程是将 能转化为能转化为 能。能。燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是最理想的燃料是 。（1）产物为水，无污染）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广）来源广化学化学 电电 电电 化学化学H2 小结小结人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。