化學(xué)專題2：第三單元《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能》第1課時（蘇教版必修2）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 第1課時 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 探究整合應(yīng)用 課前自主學(xué)案 一 原電池的定義把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置叫做原電池 二 原電池的構(gòu)成條件 1 電極材料 兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其他導(dǎo)電的材料 非金屬或某些氧化物等 2 兩電極必須浸在 中 兩電極之間要用導(dǎo)線連接 形成 3 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 化學(xué) 電 電解質(zhì)溶液 閉合回路 氧化還原 思考感悟 下列裝置能否形成原電池 其理由是什么 提示 都不能 第一個沒有形成閉合回路 第二個兩個電極相同 第三個沒有電解質(zhì)溶液 乙醇是非電解質(zhì) 三 原電池的工作原理外電路中 較活潑金屬材料作 電子 電子經(jīng)外電路流向較不活潑金屬或?qū)w 正極 而使外電路中產(chǎn)生電流 內(nèi)電路中 電解質(zhì)溶液內(nèi) 陽離子向 移動 陰離子向 移動 使電流通過電解質(zhì)溶液 四 電極反應(yīng)以銅 鋅 稀硫酸 原電池為例 如圖所示負(fù)極 鋅 反應(yīng)式 發(fā)生 反應(yīng) 現(xiàn)象 負(fù)極 失去 正極 負(fù)極 氧化 Zn 2e Zn2 鋅不斷溶解 正極 銅 反應(yīng)式 2H 2e H2 發(fā)生 反應(yīng) 現(xiàn)象 總反應(yīng)式 還原 有氣泡逸出 銅不變 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 1 關(guān)于原電池的敘述中正確的是 A 構(gòu)成原電池的必須是兩種不同的金屬B 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C 原電池工作時總是負(fù)極溶解 正極上有物質(zhì)生成D 原電池的正極是還原劑 總是溶液中的陽離子在此被還原答案 B 2 將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間 以下敘述正確的是 A 兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B 甲中銅片是正極 乙中銅片是負(fù)極C 兩燒杯中溶液的pH均增大D 產(chǎn)生氣泡速率甲比乙慢 答案 C 3 對銅 鋅 稀硫酸組成的原電池裝置中 當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過時 理論上的兩極變化是 鋅片溶解了32 5g 鋅片增重32 5g 銅片上析出1gH2 銅片上析出1molH2A 和 B 和 C 和 D 和 答案 A 課堂互動講練 2011年金華高一檢測 某實驗興趣小組用如圖所示裝置做完實驗后 在讀書卡片上記下了如下6條記錄 其中正確的是 A B C D 解析 本題考查了原電池的組成及反應(yīng)原理 在銅鋅原電池中 鋅為負(fù)極 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)為Zn 2e Zn2 Cu為正極 得到電子 發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)為2H 2e H2 所以H 向正極移動 電子由鋅流出 經(jīng)過導(dǎo)線流向銅 每流過1mol電子 生成0 5molH2 正確選項為 答案 B 變式訓(xùn)練1關(guān)于如圖所示裝置的敘述 正確的是 A 銅是負(fù)極 銅片上有氣泡產(chǎn)生B 銅片質(zhì)量逐漸減少C 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D 氫離子在銅片表面被還原解析 選D 以稀硫酸作為電解質(zhì)溶液的Cu Zn原電池中 Zn作為負(fù)極 發(fā)生的反應(yīng)為 Zn 2e Zn2 現(xiàn)象為鋅片質(zhì)量減少 銅作為正極 發(fā)生的反應(yīng)為 2H 2e H2 現(xiàn)象為銅片上有氣泡產(chǎn)生 電子從鋅片流出經(jīng)導(dǎo)線流入銅片 電流從銅片流入鋅片 1 加快氧化還原反應(yīng)速率如實驗室用Zn和稀H2SO4 或稀鹽酸 反應(yīng)制H2 常用粗鋅 它產(chǎn)生H2的速率快 原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅 稀H2SO4形成原電池 加快了鋅的腐蝕 使產(chǎn)生H2的速率加快 2 比較金屬的活潑性強(qiáng)弱原電池中 一般活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極 活潑性相對較弱的金屬為正極 例如 有兩種金屬A和B 用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中 觀察到A極溶解 B極上有氣泡產(chǎn)生 由原電池原理可知 金屬活潑性A B 2011年寧波高一檢測 把a b c d四塊金屬板浸入稀硫酸中 用導(dǎo)線兩兩相連 可以形成原電池 若a b相連時 a為負(fù)極 c d相連時 c溶解 a c相連時 c極上產(chǎn)生大量氣泡 b d相連時 b極上有大量氣泡 四塊金屬的活動性順序是 A a c d bB c a b dC a c b dD c a d b 解析 該題考查根據(jù)原電池原理比較金屬的活動性強(qiáng)弱 較活潑的金屬為負(fù)極 被氧化溶解 相對不活潑的金屬為正極 冒氣泡或析出金屬 所以 四塊金屬的活動順序是a c d b 答案 A 規(guī)律方法 金屬活潑性的判斷依據(jù) 1 單質(zhì)與水或酸反應(yīng)難易 反應(yīng)越劇烈 該金屬越活潑 2 最高價氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱 堿性越強(qiáng) 金屬越活潑 3 金屬間的置換反應(yīng) 若A能從B的鹽溶液中置換出B 則A的活潑性比B的強(qiáng) 4 簡單陽離子氧化性強(qiáng)弱 氧化性越強(qiáng) 該金屬的活潑性越弱 5 兩金屬構(gòu)成原電池時 作負(fù)極 或電子流出 電流流入或發(fā)生氧化反應(yīng)等 的金屬比作正極 或電子流入 電流流出或發(fā)生還原反應(yīng)等 的金屬活潑性強(qiáng) 變式訓(xùn)練2 解析 選D 在氫氧化鈉溶液中能反應(yīng)生成氣體的金屬 其活潑性不一定強(qiáng) 如Mg和Al 從理論上說 任何一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池 例如 利用Cu 2FeCl3 2FeCl2 CuCl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計成如圖所示的原電池 該原電池的電極反應(yīng)式為 負(fù)極 Cu Cu 2e Cu2 氧化反應(yīng) 正極 C 2Fe3 2e 2Fe2 還原反應(yīng) 現(xiàn)有如下兩個反應(yīng) A NaOH HCl NaCl H2O B Zn H2SO4 ZnSO4 H2 1 根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì) 判斷能否設(shè)計成原電池 2 如果不能 說明其原因 3 如果可以 則寫出正 負(fù)極材料及其電極反應(yīng)式 電解質(zhì)溶液名稱 負(fù)極 正極 電解質(zhì)溶液 解析 解答本題應(yīng)先根據(jù)原電池的實質(zhì) 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 判斷出能否設(shè)計成原電池 再根據(jù)判斷原電池的正負(fù)極的方法進(jìn)行分析求解 由于原電池的實質(zhì)是發(fā)生氧化還原反應(yīng) 所以 只有發(fā)生氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池 對于 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 Zn失去電子作原電池的負(fù)極 H 得到電子在正極上發(fā)生還原反應(yīng) 正極為活潑性比Zn弱的導(dǎo)電固體材料 如Cu Ag 石墨等 答案 1 A 不能 B 能 2 A 的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng) 沒有電子轉(zhuǎn)移 3 鋅Zn 2e Zn2 銅 銀 石墨等 2H 2e H2 稀硫酸 變式訓(xùn)練3利用反應(yīng)Zn 2FeCl3 ZnCl2 2FeCl2設(shè)計一個原電池 在圖中方格內(nèi)畫出實驗裝置圖 并指出正極為 電極反應(yīng)式為 負(fù)極為 電極反應(yīng)式為 解析 先將反應(yīng)拆成得電子和失電子的兩個電極反應(yīng) 再結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點進(jìn)行分析 Zn 2FeCl3 ZnCl2 2FeCl2可拆為兩個電極反應(yīng) 失電子反應(yīng) Zn 2e Zn2 得電子反應(yīng) 2Fe3 2e 2Fe2 根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點知 該電池用Zn作負(fù)極 正極要保證Fe3 得到負(fù)極失去的電子 一般用不能還原Fe3 的材料 如碳棒 鉑等 電解液須提供Fe3 可用FeCl3溶液 答案 Pt2Fe3 2e 2Fe2 ZnZn 2e Zn2 探究整合應(yīng)用 探究鋁電極在原電池中的作用在原電池中 電解質(zhì)溶液的濃度 酸堿性等會影響電極反應(yīng) 使發(fā)生的電極反應(yīng)有區(qū)別 電極材料 負(fù)極 是否參加反應(yīng)也與電解質(zhì)溶液有關(guān) 在書寫電極反應(yīng)時應(yīng)注意分析 某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用 設(shè)計并進(jìn)行了以下一系列實驗 實驗結(jié)果記錄如下 根據(jù)表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題 1 實驗1 2中Al所作的電極 正極或負(fù)極 是否相同 填 是 或 否 2 對實驗3完成下列填空 鋁為 極 電極反應(yīng)式 石墨為 極 電極反應(yīng)式 電池總反應(yīng)方程式 3 實驗4中鋁作負(fù)極還是正極 理由是 寫出鋁電極的電極反應(yīng)式 4 解釋實驗5中電流計指針偏向鋁的原因 5 根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素 解析 在這樣的原電池中 相對較活潑的金屬材料作負(fù)極 在稀鹽酸中的活潑性Mg Al Al Cu 由實驗1和2可知 在這里的原電池中電流計指針是偏向正極 在實驗3中電流計指針偏向石墨 由上述規(guī)律可知 Al是負(fù)極 石墨是正極 化學(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3 鹽酸中的H 得到電子被還原為H2 在NaOH溶液中活潑性Al Mg 則Al是負(fù)極 Mg是正極 Al在濃硝酸中被鈍化 Zn在濃硝酸中被氧化 即在濃硝酸中活潑性Zn Al Zn是負(fù)極 Al是正極 所以在實驗5中電流計指針偏向Al 答案 1 否 2 負(fù)2Al 6e 2Al3 正6H 6e 3H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 3 負(fù)極在NaOH溶液中 活潑性Al Mg2Al 6e 8OH 2AlO 4H2O 4 在濃硝酸中 活潑性Zn Al Zn是原電池的負(fù)極 5 另一個電極材料的活潑性 電解質(zhì)溶液的氧化性 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全