化学能与电能的转化

化学能与电能的转化导学案课前激趣导案一、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。二、学习重难点原电池的工作原理。三、学习探究1.原电池的工作原理由图甲的现象可知，该装置产生了电流，构成了原电池。电子由1 片经电流计流向了2 片，电流由3 片流向了4 片。该原电池的5 片作正极，6 片作负极。电解质溶液中：锌片不断溶解，生成的Zn2+和溶液中的H+向7 极移动，由于H+的氧化性强于Zn2+，因而H+在正极上得电子生成H2；而溶液中的向负极移动。两极上发生的电极反应：正极：8 ；（反应类型：9 ）负极：10 ；（反应类型：11 ）总的反应可表示为：12 。2.原电池的构成条件原电池的构成条件有：（1）有两种活动性13 的金属（或一种是非金属导体）作电极。（2）电极材料均插入14 溶液中；（3）两极相连形成15 。（4）有16 进行的氧化还原反应。3.原电池正负极的判断（1）根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极。（2）根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极。（3）根据电极反应类型确定：发生氧化反应的为负极。4.原电池原理的应用（1）加快氧化还原反应的速率。探究：将锌至于稀硫酸中，为什么向稀硫酸中滴入几滴硫酸铜后会明显感觉气泡增多？（2）寻求和制造更好的化学电源。（3）比较金属活动性强弱，如有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性：ab。（4）了解金属腐蚀的原因，采用适当措施防止金属被腐蚀。5.生活中常见的化学电池（1）.锌锰干电池 干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末，吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。电池反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnO（OH）（2）.铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电。在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入H2SO4溶液中，放电时电极反应为：负极：Pb+-2e-=PbSO4正极：PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O电池总反应式：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O（3）.氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应式：17 （4）.新型燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：负极：CH4+10OH-8e-=+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-电池总反应式：18 【随堂检学】1.将纯锌片和纯铜片按图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.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的酸性均减弱D.产生气泡的速率甲比乙慢2.图中装置能组成原电池并产生电流的是（ ）3.关于铜锌稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是( )A.锌为负极，锌发生氧化反应B.铜为正极，铜不易失去电子而受到保护C.负极发生还原反应，正极发生氧化反应D.外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极4.在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的A.锌片是正极，铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中硫酸的物质的量减小D.电解液中H+浓度值保持不变5.对铜锌稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是（ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m锌片溶解了32.5 g 锌片增重32.5 g 铜片上析出 1 g H2 铜片上析出1 mol H2A.和 B.和C.和D.和6.下列关于原电池的叙述中正确的是（ ）A.原电池能将化学能转变为电能B.原电池负极发生的电极反应是还原反应C.原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成7.下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是（ ）A.常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B.常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸中C.与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子D.Al（OH）3有两性而Cu（OH）2只有弱碱性8.航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能轻便、不污染环境等优点，该电池总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，该电池的正极反应可表示为（ ）A.4H+4e-=2H2 B.2H2-4e-=4H+C.4OH-4e-=O2+2H2O D.O2+2H2O+4e-=4OH-9.已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e-=4OH-根据此判断，锌片是（ ）A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原10.如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。（1）中反应的离子方程式为 。（2）中的电极反应：Fe： 、Sn： 。4