高中化学 2.2.1化学能与电能（1）化学能与电能的相互转化导学案 新人教版必修2.doc

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 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