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1、第二节 化学能与电能,第1课时 化学能转化为电能,阅读思考,阅读求知,阅读检测,一、一次能源和二次能源 1.一次能源:直接从自然界取得的能源,如流水、风力、煤炭、石油、天然气等。 2.二次能源:一次能源经过加工、转换得到的能源,如电力、蒸汽等。 其中电能是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。,二、化学能转化为电能 1.间接转化火力发电(2)燃烧是使化学能转化为电能的关键。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,2.直接转化原电池 (1)定义:将化学能转变为电能的装置。 (2)构成条件:,阅读思考,阅读求知,阅读检测,(3)工作原理:(4)反应本质:氧化还原反应。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,
2、什么反应的化学能才能转化成电能?为什么? 思考提示:氧化还原反应,因为只有氧化还原反应才有电子的转移。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,判断下列说法是否正确。正确的画“”,错误的画“”。 (1)原电池是一种电能转化为化学能的装置。( ) (2)负极失去电子发生氧化反应。( ) (3)正极是电子流出极。( ) (4)用导线连接的铜片和锌片插入稀硫酸中,锌片上有大量气泡产生。( ) 解析:(1)原电池是化学能转化为电能的装置。 (2)负极失去电子,化合价升高,发生氧化反应。 (3)负极是失电子,电子流出的一极。 (4)锌铜原电池中,铜片上产生大量气泡。 答案:(1) (2) (3) (4),探究任务
3、一,探究任务二,知识内容探究1.在铜锌原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通过电解质溶液?如果不能,电流是如何形成的? 探究提示:由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液,在稀硫酸中H+移向铜片, 移向锌片,阴阳离子定向移动形成电流。,探究任务一,探究任务二,2.若将稀硫酸换作硫酸铜溶液,能否产生电流?电极反应有何不同?,探究任务一,探究任务二,重点考向探究 考向1 原电池的工作原理 【典例1】如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下。在卡片上描述合理的是( ) 实验后的记录: Zn为正极,Cu为负极 H+向负极移动
4、电子流动方向,由Zn经外电路流向Cu Cu极上有H2产生 若有1 mol电子流过导线,则产生H2为0.5 mol 正极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+ A. B. C. D.,探究任务一,探究任务二,答案:B,探究任务一,探究任务二,规律方法点拨 1.原电池的判断方法,探究任务一,探究任务二,2.原电池正、负极判断的五个依据,探究任务一,探究任务二,设计原电池时,如果给出的是具体的化学反应方程式,电解质溶液是确定的;如果给出的是离子反应方程式如Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,则电解质溶液不是确定的,只要含有Cu2+的盐溶液即可,如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。,探究任务一,探究任务二,
5、成功体验1如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是( ) A.B极为原电池的正极 B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应 解析:原电池中,负极金属失去电子,溶解,质量减小,故A极是负极,B极是正极,根据构成情况判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,A、B两项正确;离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D项正确。 答案:C,探究任务一,探究任务二,知识内容探究,探究任务一,探究任务二,1.NaOH+HCl NaCl+H2O,
6、能利用这个反应设计成原电池吗?为什么? 探究提示:不能。因为该反应不是氧化还原反应。 2.锌与稀硫酸反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后,为什么反应速率加快? 探究提示:锌置换出铜构成原电池。,探究任务一,探究任务二,重点考向探究 考向2 原电池原理的应用(1)该电池的负极材料是 ,正极材料是 ,电解质溶液是 。 (2)在外电路中,电流方向是从 极到 极。 (3)正极反应的产物为 ,正极上出现的现象是 ; 负极反应的产物为 ,负极上出现的现象是 。,探究任务一,探究任务二,解析:反应Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被还原,所以需用Cu棒作负极,正极材料可选用活泼性比Cu弱
7、的金属,如Ag等,正极也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极,正极发生还原反应,产物为Ag,电极变粗;负极发生氧化反应,产物为Cu2+,负极Cu棒溶解。 答案:(1)Cu 石墨(或Ag) AgNO3溶液 (2)正 负 (3)Ag 电极变粗 Cu2+ Cu棒溶解,探究任务一,探究任务二,规律方法点拨 1.比较金属的活动性强弱 (1)依据: 原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。 (2)应用: 如有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,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AB。 2.加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和
8、稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快;如加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,附着在锌片上形成原电池也可以加快反应速率。,探究任务一,探究任务二,3.设计原电池 (1)依据: 已知一个氧化还原反应,首先通过分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,成功体验2有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:,探究任务一,探究任务二,由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A
9、.abcd B.bcda C.dabc D.abdc 解析:装置一是原电池,a极质量减小,说明a极金属易失去电子形成离子,故a极金属比b极金属活泼;装置二没有形成原电池,可知b比c活泼,且c位于金属活动性顺序中氢的后面;装置三和四均形成原电池,易知d比c活泼,d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc。 答案:C,1,2,3,4,5,1.下列叙述正确的是( ) A.原电池的负极发生得电子的还原反应 B.原电池中较活泼的金属作正极 C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成 D.原电池中发生氧化反应的电极是负极 解析:原电池的两极可以是两种活动性不同的金属,也可以是由金属与非金属(例如石墨
10、)组成,原电池的负极失去电子发生氧化反应,故A、B、C三项错误;只有D项正确。 答案:D,1,2,3,4,5,2.下列装置中,能构成原电池的是( )A.只有甲 B.只有乙 C.只有丙 D.除乙均可以 解析:甲装置不能构成闭合回路,乙装置两极材料相同,丁装置酒精是非电解质,只有丙装置具备原电池的构成条件。 答案:C,1,2,3,4,5,3.能源可分为一次能源和二次能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断,下列叙述正确的是( ) A.天然气是二次能源 B.石油是二次能源 C.电能是一次能源 D.水流是一次能源 解析:根据定义,天然气、
11、石油、水流是自然界中存在的,都是一次能源,电能由其他能转化而来,是二次能源。 答案:D,1,2,3,4,5,4.A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( ) A.ABC B.ACB C.BAC D.BCA 解析:A能从C的盐溶液中置换出C金属,金属活动性:AC。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:BA。 答案:C,1,2,3,4,5,5.(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片 (填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和
12、铜片连接起来(见图A),组成一个原电池,负极为 ,正极的电极反应式为 。 (2)如果烧杯中最初装入的是2 molL-1 500 mL的稀硫酸,构成铜锌原电池(见图B,假设产生的气体没有损失),当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时,则此时烧杯内溶液中硫酸的物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计) 。,1,2,3,4,5,(3)生活中利用原电池原理生产出了各种各样的电池,废电池必须进行集中处理的问题已被提到议事日程,其主要原因是 。 A.回收利用电池外壳的金属 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源的污染 C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极,1,2,3,4,5,
