化学：221化学能与电能（1）化学能与电能的相互转化学案（人教版必修2）

化学刘老师QQ:5576347913546362715【新编导学案】高中化学人教版必修2：2.2.1化学能与电能（1）化学能与电能的相互转化第二章 第二节 化学能与电能（1） 化学能与电能的相互转化 【学习目标】1.掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及工作原理。【学习重点】原电池的工作原理。【学习难点】原电池的工作原理。【预备知识】1.在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为的 变化，即 转化为 。2.金属活动性顺序表 3.在氧化还原反应中：氧化剂 电子，发生 反应，还原剂 电子，氧化还原反应本质 。【自主学习】1.直接从自然界取得的能源称为 ，如 、 、 、 、 等。经过加工、转换得到的能源称为 如 、 等。2.化学能与电能的相互转化间接转化我国发电总量构成上，火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为 化学能 燃烧 _能 蒸汽 _能 发电机 _能。直接转化-原电池原电池是将_能转化为_能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流，可见原电池反应的本质是氧化还原反应。一、原电池及其工作原理 Cu-Zn原电池实验探究 实验24 现 象铜片插入稀硫酸 铜片表面 锌片插入稀硫酸 锌片表面 铜片和锌片连接在一起插入稀硫酸铜片表面 锌片表面 铜片和锌片之间连一电流表铜片表面 锌片表面 电流表指针 以Cu-Zn原电池为例，分析原电池的工作原理：电极电极材料电极反应反应类型电子流向电流方向负极正极1.原电池是把 转变为 的装置。2.组成原电池的条件：w.w.w.c.o.m 思考以下装置不能形成原电池的是 。 在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的PH值如何变化？硫酸根离子的浓度呢？3.原电池的电极判断(1)负极总是_电子，化合价_，发生_反应；正极总是_电子，化合价_，发生_反应。(2)电子流出的一极是_，电子流入的一极是_；(3)一般活泼的金属为_，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为_。4.化学电池的反应本质： 离子 离子 反应正极负极 电子，沿导线传递，有 产生，电解质溶液 反应【概括整合】【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） 【基础达标】1对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A发生氧化反应的为负极B正极为电子流入的一极C比较不活泼的金属为负极D电流的方向由正极到负极2下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()AZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgBPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DCCO22CO3茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()铝合金是正极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生还原反应A B C D4下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()5.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是() Aa为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸Bb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液Ca为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸Db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液练方法技巧原电池正、负极及电极反应的判断6镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2充电放电Cd2NiO(OH)2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是()ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)7据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解液是酸溶液题号1234567答案【拓展提升】8有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 molL1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 molL1的NaOH溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式：正极：_。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极：_。总反应的离子方程式：_。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判断出_活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？()A利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质B镁的金属性不一定比铝的金属性强C该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值D该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案_(如可靠，此空可不填)。【参考答案】1C原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。2DD是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。3A分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误，正确。4A由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。5CFe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H2e=H2，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。6C根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。7B根据电池反应2ZnO2=2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn2e=Zn2，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。8(1)2H2e=H2(2)2Al8OH6e=2AlO4H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)AD(5)不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极解析甲同学依据的化学反应原理是MgH2SO4=MgSO4H2，乙同学依据的化学反应原理是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。