第二节 化学能与电能(第二课时)
2015-10-26 11:06:57 来源: 撰稿:董啸 摄影摄像: ; 评论:0 点击:
第二节 化学能与电能(第二课时)
二、化学能直接转化为电能
【探究主题】1、如何将化学能直接转换为电能?
(1)煤的燃烧是不是氧化还原反应?燃烧时主要将化学能直接转化为何种能量?
【合作探究】煤的燃烧就是煤和氧气发生化学反应,肯定是 反应;煤燃烧时,释放出大量的热量,所以主要将 直接转化为 。
(2)如何使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能?
【实验探究】
①把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察铜片上有无气泡产生(硫酸的体积约占烧杯的1/3,铜片和锌片不连接);
实验现象:实验中,在锌片表面 ,在铜片表面 ;
②把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里,用导线将锌片和铜片连起来,并在导线中接入一个电流表,观察铜片上有无气泡产生,电流表的指针是否偏转。
实验现象:实验中,电流表指针 ,有 产生,在铜片表面 。
【思考】上述实验中能量发生什么变化?这个实验装置可以将化学能直接转变为电能吗?
【合作探究】上述实验中能量发生的变化是将 转化为 。这个装置就是一个 将 转化为 的装置。
【探究结论】利用 装置可以将化学能 转化为电能。
原电池:把 转化为 的装置叫做原电池。
【探究主题】2、原电池的工作原理是什么?
(1)铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,为什么在铜片表面有气泡产生?这说明铜片与稀硫酸是否反应?
【实验数据】实验结束之后,称重发现铜片质量不变,锌片质量减小。
【合作探究】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时,铜片与稀硫酸 ;由于锌比铜活泼,锌片 电子,电子由锌片通过 流向铜片,H+在铜片上获得电子被 成氢分子从铜片上逸出。
(2)请同学们从氧化还原反应的角度来分析,两个金属片上各发生了什么反应?电流是如何产生的呢?(物理学知识:电荷的定向移动形成电流。)
【合作探究】锌 电子,发生 反应;铜片上H+ 电子,发生 反应。在氧化还原反应中,锌片将 的电子经过 转移给铜片上H+,电子发生 ,从而产生电流。
锌 片: ( 反应) ;
铜 片: ( 反应)
(3)为什么正常发生的氧化还原反应一般没有电流产生,而在原电池中发生时可以产生电流呢?
正常发生的氧化还原反应,氧化剂和还原剂直接接触发生反应,电子转移没有通过 ,而是 转移,所以没有 产生;在原电池中,将 反应和 反应分开在两个不同区域进行,通过导线进行 ,发生 移动,从而产生电流。
【探究结论】原电池的原理:将氧化还原反应中的 反应和 反应分开进行,从而使 的电子,经导线传递给 ,从而形成电流。
【探究主题】3、原电池的组成是什么?
(1)电池都有正负极,原电池的正负极如何判断?
小贴士:由物理学知识可知,电流方向是从电源的正极流向电源的负极,电子的流向与电流方向相反,从电源的负极流向电源的正极。
【合作探究】在铜和锌组成的原电池中,电子从 电极流出,因而是原电池的负极;电子流入到 电极,因而是原电池的正极。
【探究结论】
负极: 电子的电极是原电池的负极,一般用 金属;
正极: 电子的电极是原电池的正极,一般用 金属。
(2)原电池的工作条件是什么?
【合作探究】电池要正常工作,还需要形成 ,且发生 反应。
【探究结论】原电池的工作条件是:形成 ;发生 。
(3)原电池的组成是什么?
【合作探究】由于负极在反应中 电子,所以一般用易 电子的 的金属;而在反应中正极上 电子,因而用 的物质,一般是 的金属;电解质溶液要保证发生 反应。
【探究结论】原电池的组成: 做原电池的负极, 做原电池的正极;有能保证发生 反应的 。
【分享与交流】
1、如何将化学能直接转换为电能?
利用 可以将化学能直接转化为电能。
2、原电池的工作原理是什么?
将氧化还原反应中的 反应和 反应分开进行,从而使 的电子,经导线传递给 ,从而形成电流。
3、原电池的组成是什么?
较活泼的金属做原电池的 ,较不活泼的金属做原电池的 ;能保证发生氧化还原反应的 。
【活学活用】
根据氧化还原反应和原电池的有关知识,请同学们利用已有的实验用品,设计一套原电池装置。主要用品: Cu片、Fe片、Al片、蔗糖溶液、硫酸铜溶液、盐酸、导线、电流表、烧杯等。
序号 |
正极 |
负极 |
溶 液 |
化学反应方程式 |
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