苏教版 (2019)化学能与电能的转化多媒体教学课件ppt

这是一份苏教版 (2019)化学能与电能的转化多媒体教学课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了有气泡产生，无明显现象，无气泡产生，发生偏转，化学能，氧化还原，氧化反应，还原反应，电解质溶液，DABC等内容，欢迎下载使用。
基础知识填充一、原电池1.化学能转化为电能的实验探究[实验1] 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。[实验2] 把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。
实验1、2现象：实验1、2中现象相同，均为锌片周围 ，铜片周围 。 实验结论：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中的氢；铜在金属活动性顺序中位于氢后面， 置换酸中的氢。 [实验3]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象。
[实验4]在实验3的导线中间连接一个灵敏电流计，观察实验现象。 实验3、4现象：锌片周围 ，铜片周围 ；电流计指针 。 实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有 产生。
微思考：将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发生什么反应，电极反应式如何书写？
[提示]　镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原反应，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。
2．原电池 (1)概念：是将 转变为 的装置；原电池的反应本质是 反应。 (2)原电池的工作原理
原电池总反应式：___________________________。
(3)能量转化过程：原电池在工作时， 极失电子，电子通过导线流向 极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流， 能转变为 能。
微思考：在铜锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何形成的？
[提示]　由于金属锌比金属铜活泼，锌失去电子，电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液，在稀硫酸中H＋移向铜片，SO42－移向锌片，阴阳离子定向移动形成电流。
二、原电池原理的应用 1．钢铁的电化学腐蚀 (1)电化学腐蚀 不纯的金属跟 接触，发生原电池反应，较活泼的金属失去电子被氧化的腐蚀。
(2)钢铁的电化学腐蚀
2.金属活动性强弱的判断 由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验
(1)装置甲中负极的电极反应式是 。 (2)装置乙中正极的电极反应式是 。(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
微思考：锌与稀硫酸反应时，若滴几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。[提示] 滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，生成的铜与锌分别作为两个电极而形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。 ( )(2)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。 ( )(3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。 ( )(4)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。 ( )
2．将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)
A．两个装置都构成了原电池B．甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C．两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D．产生气泡的速率甲比乙慢
B　[甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上得电子，生成氢气；总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。]
3．如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是________。
EF　[A项中两个电极相同；B项中蔗糖是非电解质；C、D项没有形成闭合回路，因此A、B、C、D都不符合原电池的构成条件，不能产生电流。]
重难点1 探究原电池的构成与工作原理 （素养养成——宏观辨识与微观探析） 情景探究1786年，意大利解剖学和医学教授伽伐尼在一次青蛙实验中意外发现，当用两种不同金属材质的解剖刀同时触青蛙腿时，蛙腿会发生痉挛。此后伽伐尼变换各种条件，重复这个实验。最后他得出猜想：动物体内存在生物电流。当时很多人赞同这一猜想，但是化学家伏打却产生了疑惑：已死去的青蛙为何还会产生“生物
电”？为什么蛙腿只有与铜制品和铁制品同时接触时才会抽动？为此，伏打把自己当成了青蛙，做起了实验：首先，他将一种金属放在自己的舌头上，没有太多感觉。接着，他将2 种金属制的弯棒， 一端放入嘴里，另一端跟眼接触，瞬间眼睛里有光亮的感觉。接下来他发现只要将2 种不同的金属相接触，中间隔有湿纸、湿布等，都有电流产生。
[问题1]　阅读上述材料，总结构成原电池的条件有哪些。
[提示]　具有活泼性不同的两个电极；两电极插入电解质溶液中；形成闭合回路；能自发地发生放热的氧化还原反应。
[问题2]　下列装置中，哪些能构成原电池？其他不能构成原电池的原因是什么？
A　　　　　　 B C D　
[提示]　装置D能构成原电池；装置A不能构成原电池，原因是酒精为非电解质；装置B不能构成原电池，原因是没有形成闭合回路；装置C不能构成原电池，原因是两个电极的金属活泼性相同。
[问题3]铁制品和铜制品与蛙腿接触时，铁制品发生氧化反应还是还原反应？写出反应的电极反应式。
[提示]　铁制品与蛙腿接触时发生氧化反应。电极反应式为Fe－2e－=== Fe2＋。
[问题4] 原电池工作时，电子和离子分别怎样移动？ [提示]电子是从负极经过导线移向正极；在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
微点拨：(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。
核心突破1．原电池的构成条件 (1)原电池反应必须是自发的氧化还原反应。 (2)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (3)两电极均插入电解质溶液中。 (4)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
2.原电池正负极的判断方法
对点训练1．下列装置中，能构成原电池的是(　　)
A．只有甲　　 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙均可以
C　[甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精是非电解质，只有丙装置具备原电池的构成条件。]
2．关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是(　　)A．原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属B．正极上发生还原反应，一定产生气体C．电子流出的一极为负极D．阴离子在电解质溶液中向正极移动
C　[构成原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同金属，也可以是一种金属、一种非金属，A错；原电池中正极上发生还原反应，但不一定产生气体，B错；原电池中电子流出的一极为负极，电子由负极流向正极，C对；原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，D错。]
重难点2 原电池原理的应围 （素养养成——宏观辨识与微观探析）情境探究 如图，苹果插上两个不同电极可以构成原电池，那么怎样设计原电池呢？请完成下列讨论：
[问题1]　NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，这个反应能设计成原电池吗，为什么？CO2＋C 2CO能设计成吗？
[问题2]　 Zn与H2SO4反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后为什么反应速率加快？
[提示]　锌置换出铜构成原电池。
核心突破1．加快氧化还原反应的速率 (1)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。 (2)实例：实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
2．比较金属活泼性强弱(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。(2)实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性A＞B。
3.设计原电池（1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（即电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。（2）选择合适材料 ①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
对点训练3.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c
C　[装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c，故选C。]
4．利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池。 (1)负极材料是________(写名称)，电极反应式为________。 (2)正极电极反应式为_______________________________。 (3)溶液中SO42－向________极移动。
[解析]　该氧化还原反应中还原剂为Cu，故负极是铜，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，氧化剂是O2，故正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，溶液中的SO42－向负极移动。
[答案]　(1)铜　Cu－2e－===Cu2＋　(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　(3)负
1．下列关于原电池的叙述正确的是(　　) A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O反应可以设计成原电池 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
B　[A项，能构成原电池的条件是能自发地进行氧化还原反应，在反应过程中没有电子的转移，不是氧化还原反应，错误；B项，原电池是将化学能转变为电能的装置，正确；C项，在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被氧化，错误；D项，原电池放电时，电流的方向是从正极到负极，错误。]
2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是(　　) A．2H＋＋2e－===H2↑ B．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．Fe－2e－===Fe2＋ D．4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C　[原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，电子经导线传递到正极，则钢铁发生电化学腐蚀时，负极是铁，失去电子，发生的反应是Fe－2e－===Fe2＋。]
3．某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是 (　　)A．铜片作负极B．锌片发生还原反应C．电子从铜片沿导线流向锌片D．电子由锌片经导线流向铜片
D　[根据金属活动性可以判断锌作负极，铜为正极，A错；锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，B错；电子从负极锌沿导线流向正极铜，C错、D对。]
4．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (1)现有两个反应：A.NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；B.Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，判断能否设计成原电池：A.________，B.________(填“能”或“不能”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是________。a．甲、乙均为化学能转变为电能的装置b．乙中铜片上没有明显变化c．甲中铜片质量减少，乙中锌片质量减少d．两烧杯中的溶液中H＋浓度均减小②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速率：甲________(填“>”“