太阳能转化为电能还是化学能

高一化学电能转化为化学能 公开课教案!

电能转化为化学能教案

城头高级中学 王志刚

一、教学目标

1．了解电解原理；

2．了解电解池的形成条件，能正确书写简单电解池的电极反应式；

3．初步了解电解在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发

展、提高人们生活质量中的重要作用。

二、教学重点及难点

教学重点：电解原理，电极反应式书写。

教学难点：电解池电极反应式书写。

三、设计思路

在上一节了解了化学能转化为电能的形式——原电池的工作原理及形成条

件之后，学生对自发进行的氧化还原反应的应用已有所了解，知道可以将氧化还

原反应中电子转移的化学能转化为电能为人类所用。因此在本节提出能否将电能

转化为化学能的疑问，引出对电解工作原理的分析讨论。通过电解氯化铜溶液的

实验现象，得出电解的概念，理解电解池的工作原理和电极反应。因为放电顺序

的探究比较难，需要熬大量的时间，所以干脆直接介绍离子的放电顺序，最后根

据上述电解原理和放电顺序让学生分析电解原理在实际工业生产中的应用，促使

学生感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的作用。

四、教学过程

[引入] 前面大家学习了把化学能转化为电能的原电池，在生产

和生活中我们不但要利用化学反应使化学能转化为电能，有时还要利

用电能，使电能转化为化学能。

2018-2019学年高二化学选修4（鲁科版）同步练习第一章第三节化学能转化为电能—电池

一. 教学内容：

第3节：化学能转化为电能－电池

教学目的：

1. 掌握原电池的工作原理，会写典型原电池反应。

2. 了解不同类型的化学电源的工作原理。

3. 理解金属电化学腐蚀的原理和类型。

4. 掌握金属防护的方法以及金属的电化学防护原理。

二. 重点、难点：

原电池的工作原理及金属电化学腐蚀的原理

知识分析：

（一）原电池的工作原理

1. 原电池定义：能把化学能转化为电能的装置叫做原电池。

2. 原电池工作原理：具有还原性的物质在一个电极上失去电子发生氧化反应，失去的电子通过导线流向另一电极，在该电极上具有氧化性的物质接受电子发生还原反应，从而形成电子的定向运动，也就形成了电流。

3. 构成条件：两个物质条件和两个关系条件。

两个物质条件：两个电极和电解质溶液或熔融状态的电解质。

两个关系条件：两电极要直接或间接相连，两电极要同时与同一电解质溶液相接触。4.

5. 电极反应和电池反应

电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可用电极反应式来表明。在原电池中，氧化反应和还原反应是在两个电极上分别进行的，每个电极上只发生一个方向的电子转移，相当于氧化还原反应的一半，常称为半反应。这种在电极

第1章第2节电能转化为化学能--电解第1课时电解原理

一、选择题

1. 研究人员发现了一种“水”电池，其总反应为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。如图用“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验中，X电极上有无色气体逸出。下列有关分析正确的是（ ）

A．I为负极，其电极反应式为Ag+Cl+e=AgCl B．“水”电池内Na不断向负极作定向移动 C．每转移1mole-，U型管中消耗0.5molH2O D．“水”电池内，每生成1molNa2Mn5O10，X电极上生成1mol气体 2. 将图中所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（ ）

+

--

A．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动 B．Cu电极质量增加

C．甲池与乙池中的溶液互换，闭合K，电流没有明显变化 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

3. 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是( )

A．石墨电极上发生氧化反应 B．根据图示，物质A为CO2

C．为增强污水的导电

课时作业(二十) 电能转化为化学能——电解

一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)

1．(2013·承德质检)下列过程需要通电才能进行的是( ) ①电离 ②电解 ③电镀 ④电泳 ⑤电化学腐蚀 A．① B．② C．②③④ D．全部

2．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是( )

3．金属铜是人们最早使用的金属之一，下列关于铜电极的叙述不正确的是( ) A．在铜锌原电池中是正极

B．用电解法精炼粗铜时，粗铜做阳极 C．在镀件上镀铜时，可用金属铜做阳极 D．电解水制H2、O2时，铜做阳极

4．电解NaCl溶液的装置如图所示，下列说法不正确的是( )

A．铁电极上的电极反应式为Fe－2e===Fe

＋

B．溶液中Na由石墨电极向铁电极移动

C．通电一段时间后，可看到铁电极附近溶液变红 D．通电一段时间后，可看到试管中溶液变蓝

5．现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是( )

A．阴极产物是氢气 B．阳极产物是氧气 C．阴极产物是铝和氧气 D．阳极产物只有氯气

6．(2013·洛阳质检)下列各装置中，在铜

第一章 第2节 电能转化为化学能——电解 【基础知识梳理】 一、电解原理 如何理解电解原理？（提示：从能量转化、电解池组成、电极反应式书写、电解池阴阳极与电源关系角度进行分析） 二、电解原理的应用 1．写出电解熔融氯化钠的电极反应和总反应 2. 写出电解饱和食盐水的电极反应和总反应 3、溶液中常见的阴阳离子的放电顺序（惰性电极）是怎样的？ 三、电解原理的应用 1.铜的电解精炼 铜的电解精炼是怎样应用电解原理的？（提示：可从装置示意图，阴阳极及材料、电解质溶 液、电子流向和离子的移动方向、电极反应等方面进行分析。） 2.电镀(1)电镀是怎样应用电解原理的？（提示：可从阳极、阴极材料与电镀液、电极反应等方 面进行分析。） (2) 电镀主要目的是什么？结合身边的实例，举例说明电镀在实际生活和生产中有哪些应用？ 【能力提升】 问题1：电解的原理（以电解熔融氯化钠为例） 工业上可以用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠，如右图为该方法 的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁 片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 1．接通电源后，熔融氯化钠中Na+和Cl－各向哪个方向移动？ 2．移到两极表

一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理

原电池是将 能转化为 能的一种装置，电子流出的一极称为 极，该

极发生 反应，电子流入的一极叫 极，该极发生 反应。原电池中电子流动的方向为：从 极经外电路流向 极。 2．构成原电池的条件

（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作 极，发生 反应。较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作 极，发生 反应。

（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应） （3）形成闭合回路（或在溶液中接触） （4）原电池反应是自发的氧化还原反应。 3、原电池正负极的判断方法

4、原电池电极反应的书写方法——设计原电池

原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下： (1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；

(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应； (3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应； (4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

一、单选题 【本题型共10道题】

1.我国太阳能资源年太阳辐射总量5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡的地区，属于（ ）类地区。

A．I B．II C．III D．IV

用户答案：[B] 得分：1.00

2.以下选项属于我国第 I类太阳能资源区的有（ ）。

A．宁夏北部.甘肃北部.新疆东部.青海西部和西藏西部 B．宁夏南部.甘肃中部.青海东部.西藏东南部和新疆南部

C．山西南部.新疆北部.陕西北部.甘肃东南部.广东南部.福建南部 D．湖南.湖北.广西.江西.浙江.福建北部.广东北部.陕西南部 用户答案：[A] 得分：1.00

3.光伏发电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的（ ）。

A．0.5% B．1% C．1.5% D．2%

用户答案：[B] 得分：0.00

4.水平单轴跟踪系统宜安装在以下哪类地区。（ ）

A．低纬度地区 B．中纬度地区 C．高纬度地区 D．中.高纬度地区 用户答案：[A] 得分：1.00

5.光伏发电站安装容量小于或等于30MW时，宜采用（ ）。

A．单母线接线

太阳能空调

百科名片 利用先进的超导传热贮能技术，集成了太阳能，生物质能，超导地源制冷系统的优点，最新研发成功的一种高效节能的冷暖空调系统。 目录

简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 简介 科研结果 科研结果 原理 优势介绍 天价高成本 优点 革命动力 展开 编辑本段 简介 新型太阳能复合超导冷暖空调，制热时以太阳能和可再生的生物质燃料为主要能源，是真正绿色的取暖方式。制冷时借助少量的电能利用地源低温，采用超导能量输送系统直接制冷，达到最合理的节能的制冷效果。

太阳能空调

传统的空气冷却器无法杜绝讨厌的副作用——长期消耗大量的能源、能源利用效率低、加速全球气候变暖。如果人们可以成功利用太阳光来冷却家庭房间或办公室那该多好——不会消耗大量难以再生的能源，而且在制冷过程中不会释放太多二氧化碳。

编辑本段 科研结果

该系统的核心是一台名为“Schukey”的电机，能将太阳光转换成冷空气。制冷过程中，这种电机1度电只需5美分，而相比较而言，传统的空调每度电则需要花费12-14美分。

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Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，