《2017-2018学年高中化学 第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能 第1课时 化学能转化为电能 新人教版必修2(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学 第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能 第1课时 化学能转化为电能 新人教版必修2(1)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节化学能与电能 第1课时化学能转化为电能,【新课导入】 (教师用书备用) 格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当 她开怀大笑的时候,人们可以发现她一口整齐洁白 的牙齿中镶有两颗假牙:其中一颗是黄金的这是她富有的标志;另一颗是不锈钢的这是一次车祸后留下的痕迹。 令人百思不解的是,自从车祸以后,格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁医生绞尽了脑汁,格林太太的病情仍未好转 【课标要求】 1.能举例说明化学能转化成电能的实例,并了解其应用。 2.理解原电池概念。 3.初步了解原电池工作原理及构成条件。,知识探究 梳理知识点拨方法,探究点一原电池的工作原理及电极判断方法,一、一次能源和二次能源,二次,
2、电力,二、化学能转化为电能 1.化学能间接转化为电能火力发电,化学能,电能,(2)关键: (氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。,燃烧,2.化学能直接转变为电能原电池 (1)实验探究: 铜、锌用导线相连同时浸入稀硫酸,气泡,偏转,电流,(2)概念:把 转变为 的装置,叫原电池。,化学能,电能,氧化,还原,氧化,还原,(4)粒子流向(如图) 电子流向(外电路):负极导线正极。电流方向与电子流向相反。 离子流向(内电路):阴离子向负极移动,阳离子向正极 移动。 思考 构成原电池的条件有哪些? 答案:(1)能自发进行的氧化还原反应。 (2)相对活泼的金属作负极,相对不活泼的金属或能导电的非金属
3、作正极。 (3)插入电解质溶液中。 (4)用导线连接构成闭合回路。,名师点拨,1.原电池正、负极的判断方法 2.原电池工作原理的3个易错点 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极相接触。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 (3)在原电池中,电子不能通过电解质溶液。,过关演练 巩固知识提升能力,1.下列关于原电池的叙述中,正确的是( ) A.电极只能由两种不同的金属构成 B.负极发生的电极反应是还原反应 C.工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D.能将化学能转变为电能,D,解析:原电池的两极
4、可由金属和导电的非金属构成,故A错误;原电池的负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,故B错误;工作时其负极不断产生电子并经外电路流向正极,故C错误;原电池能向外提供电能,是将化学能转变为电能的装置,故D正确。,2.(2017广西钦州期中)下面几种情况,能够形成原电池的是( ),C,解析:A项中两电极相同;B项中Zn未与电解质溶液接触,不能形成闭合回路;D项中酒精不是电解质溶液,这三种情况都不能形成原电池。,3.如图所示装置,电流表指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( ) A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸 B.A是Cu,B是
5、Zn,C为稀硫酸 C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液 D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液,D,探究点二原电池原理的应用,知识探究 梳理知识点拨方法,1.比较金属活动性强弱 一般原电池中,活泼金属作 极,发生氧化反应,不活泼金属或导电的非金属作 极,发生还原反应。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。,负,正,2.加快氧化还原反应的速率 实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸铜溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池,加快反应速率。 3.设计原电池 如:把Fe+2Fe3+ 3Fe2+设
6、计成原电池,用Fe作 极,铜(或银、石墨)作 极,含Fe3+如FeCl3、Fe2(SO4)3等的溶液作电解质溶液。,负,正,名师点拨,原电池的设计方法 1.定:确定一个能够自发进行的氧化还原反应,只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。,3.找:以两极反应为根据,确定电极材料及电解质溶液。正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 4.画:结合原电池的构成条件,连接电路形成闭合回路,画出装置图。,过关演练 巩固知识提升能力,1.(2017湖北联考)将编号为的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时,外电路电流从流向;相连时,为正极;相连时,上有气泡逸出;相连时,的质量减少
7、。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A. B. C. D.,B,解析:相连时,外电路电流从流向,说明是正极,比较活泼;相连时,为正极,说明比活泼;相连时,上有气泡逸出,说明是正极,比活泼;相连时,的质量减少,说明是负极,比活泼;所以金属的活动性顺序为。,2.某原电池总反应的离子方程式:2Fe3+Fe 3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( ) A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液 B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶
8、液,C,3.(2017河南天一大联考)利用如图装置可以测定铜锌原电池工作时转移电子的物质的量,假设量筒的量程足够大,锌片和铜片中无杂质,气体体积已转换为标准状况。下列说法正确的是( ) A.a电极的电极材料是铜 B.如果将稀硫酸换为CuSO4溶液,则不能达到实验目的 C.锌与稀硫酸反应时放出的热量对实验测定不产生影响 D.若量筒中收集到a L H2,则电解质溶液中通过了 mol 电子,B,解析:该实验是通过原电池工作时生成氢气的体积来达到实验目的,所以b电极应为铜电极,生成氢气,a电极应该是锌,A错误;如果将稀硫酸换为硫酸铜溶液,则b电极不产生气体,无法完成实验,B正确;锌与稀硫酸反应放出的热
9、量使氢气的体积偏大,会影响实验结果,C错误;电解质溶液中无电子通过,D错误。,课堂检测 即学即测查漏补缺,1.(2017浙江湖州期中)下列能够构成原电池的是( ),解析:该装置符合原电池的构成条件,能构成原电池,A正确;两个电极一样,不能构成原电池,B错误;酒精不是电解质溶液,不能构成原电池,C错误;该装置两电极相同,不能构成原电池,D错误。,A,2.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极为负极;C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D导线C;B、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;B、D相连后,同时浸入硫酸铜溶液中,片刻取出电极称
10、量,D极质量增加。据此,判断四种金属活动性顺序为( ) A.CABD B.ACDB C.BDCA D.ABCD,解析:中,A、B用导线相连后浸入稀硫酸中,A为负极,说明活动性AB。中,C、D用导线相连浸入稀硫酸,电流由D导线C,则电子流向为C导线D,说明活动性CD。中,B、C相连后浸入稀H2SO4,C产生气泡,说明活动性CD。综合以上分析,可确定四种金属活动性顺序为 ABCD,D正确。,D,B,4.(2017湖南株洲联考)如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( ) A.铜片表面有气泡生成 B.装置中存在“化学能电能光能”的转换 C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导
11、线中不会有电子流动 D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变,C,解析:铜锌原电池中,Cu作正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,所以Cu上有气泡生成,A正确;原电池中化学能转化为电能,LED灯发光时,电能转化为光能,B正确;柠檬汁显酸性也能作电解质溶液,所以将稀硫酸换成柠檬汁,仍然构成原电池,所以导线中有电子流动,C错误;金属性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正极,所以电路中的电流方向不变,仍然由Cu流向负极,D正确。,5.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。 (2)若将(1)中的
12、反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。,电极材料及电解质溶液,负极:Cu;正极:C或Pt电解质溶液:FeCl3溶液,装置图,实验微专题四原电池正、负极确定的实验探究,原电池的正、负极一般依据两极材料判断,活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。但是,有些特殊情况要考虑电极与电解质溶液的反应。例如,镁、铝与NaOH溶液构成的原电池以及铝、铜与浓硝酸构成的原电池等。,【典型例题】 有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol/L的硫酸溶液中,乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH
13、溶液中,如图所示。 (1)写出甲中正极的电极反应。 正极: 。,(2)写出乙中负极的电极反应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、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 的活动性更强,乙会判断出 的活动性更强(填写元素符号)。,(3)若根据“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”,则甲会判断出金属活动性:MgAl,乙会判断出金属活动性:MgAl。,(3)MgAl,(4)由此实验得出的下列结论中,正确的有 。 A.利用原电池反应判断金属活动性顺
14、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性顺序表已过时,没有实用价值了 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)通过分析上述实验,“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正、负极”这种做法可靠吗?若不可靠,请你提出另一种判断原电池正、负极的可行的实验方案。,解析: (4)金属性Mg一定大于Al,B错误;金属活动性顺序表反映了金属活动性的规律,是学习化学的有力工具,C错误。 (5)通过上述分析,“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正、负极”不可靠,可用电流计或电极现象判断。,答案: (4)AD (5)不可靠
15、。可用两种金属作电极和电流计连接在一起后插入电解质溶液中构成原电池,利用电流计可测定电流的方向,从而判断电子流动的方向,再确定原电池的正、负极(或可观察反应现象,看哪个电极发生反应而溶解),【变式练习】 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,在常温下,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下。,试根据上表中的实验现象回答下列问题: (1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)? 。 。 (2)由实验3完成下列填空: 铝为极,电极反应式: ; 石墨为极,电极反应式: ; 电池总反应式: 。 (3)实验4中铝作负极还是正极? ,理由是 。 写出铝电极的电极反应式: 。 (4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因: 。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素: 。 。,答案:(1)否,(4)Al在浓硝酸中发生钝化,Zn在浓硝酸中发生反应,被氧化,失去电子,是原电池的负极,而Al是原电池的正极 (5)另一个电极材料的活动性;电解质溶液,
